JP2010188930A - Steering input device and steering control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力軸と出力軸の接続と切断を切り換え、動力の伝達/非伝達を切り換える断接機構によりステアリングハンドルから転舵機構を機械的に分離し、操舵量に応じて転舵機構を駆動するステア・バイ・ワイヤ式の操舵入力装置および操舵制御装置に関する。 The present invention mechanically separates the steering mechanism from the steering handle by a connection / disconnection mechanism that switches between connection and disconnection of the input shaft and output shaft, and switches between transmission / non-transmission of power, and the steering mechanism is changed according to the steering amount. The present invention relates to a steer-by-wire steering input device and a steering control device.
ステアリングハンドルと転舵機構の間に断接機構としてのクラッチ機構を有するステア・バイ・ワイヤ式の操舵入力装置および操舵制御装置では、通常システム稼動時にはこのクラッチ機構が解放されているが、システム故障時にはクラッチ機構を締結し、ステアリングハンドルの動作が直接転舵機構に伝わり転舵車輪の向きを変えるようにしている。これにより、車両の安全性が確保できる。また、転舵機構がストロークエンドに到達した際、クラッチ機構を締結して運転者に転舵機構のストロークエンドを呈示することにより、運転者がステアリングハンドルを切り増す方向に回せないようにすることができる。これによりステアリングハンドルに設置されたケーブルリールが破断するのを防ぐことができる。 In steer-by-wire steering input devices and steering control devices that have a clutch mechanism as a connecting / disconnecting mechanism between the steering handle and the steering mechanism, this clutch mechanism is released during normal system operation, but the system fails Sometimes a clutch mechanism is engaged so that the steering wheel operation is directly transmitted to the steering mechanism to change the direction of the steering wheel. Thereby, the safety | security of a vehicle is securable. In addition, when the steering mechanism reaches the stroke end, the clutch mechanism is engaged and the stroke end of the steering mechanism is presented to the driver so that the driver cannot turn the steering handle in an increasing direction. Can do. This can prevent the cable reel installed on the steering handle from being broken.
操舵入力装置および操舵制御装置のクラッチ機構のトルク容量を小さくできるものとして、操舵部とクラッチとの間の回転軸上に配置され、クラッチへの出力回転を増速する反力側ギヤと、クラッチと転舵部との間の回転軸上に配置され、転舵部への出力回転を減速する転舵側ギヤとを備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 A reaction force side gear that is arranged on a rotating shaft between the steering unit and the clutch and accelerates output rotation to the clutch, and a clutch that can reduce the torque capacity of the clutch mechanism of the steering input device and the steering control device There is known a vehicle equipped with a steered side gear that is disposed on a rotating shaft between the steering unit and decelerates output rotation to the steered unit (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1記載のものでは、クラッチの小形化は検討されているが、ハンドルにタイヤが受ける路面反力を呈示する反力モータの小形化が検討されていない。反力モータで大きな力を出力するためにはモータは大きくなる。反力モータが大きい場合には、車両搭載性が悪化するばかりではなく、モータの消費電力も増加するため、省エネルギーの観点からも好ましいものではない。
However, in the thing of
本発明の目的は、反力モータおよびクラッチの小形化を図ることができる操舵入力装置および操舵制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a steering input device and a steering control device capable of miniaturizing a reaction force motor and a clutch.
(1)上記目的を解決するために、本発明は、ステアリングハンドルに操舵負荷を付与する反力付与機構と、前記ステアリングハンドルに接続された操舵軸と前記反力付与機構との間に設けられ、前記反力付与機構の出力回転速度を減速して前記操舵軸に伝達する変速機構と、前記操舵軸の回転を転舵車輪に伝達する転舵機構と前記反力付与機構との間、または前記転舵機構と前記変速機構との間であって前記反力付与機構とは並列に設けられ、前記変速機構と前記転舵機構との間の回転力の伝達を断接する断接機構とを備えるようにしたものである。
かかる構成により、反力モータおよびクラッチの小形化を図ることができるものとなる。
(1) In order to solve the above-described object, the present invention is provided between a reaction force applying mechanism that applies a steering load to a steering handle, a steering shaft connected to the steering handle, and the reaction force applying mechanism. A transmission mechanism that decelerates an output rotational speed of the reaction force application mechanism and transmits the output rotation speed to the steering shaft; and a steering mechanism that transmits rotation of the steering shaft to a steered wheel and the reaction force application mechanism, or A connection / disconnection mechanism that is provided between the steering mechanism and the speed change mechanism and parallel to the reaction force applying mechanism, and that connects / disconnects transmission of rotational force between the speed change mechanism and the steering mechanism; It is intended to provide.
With this configuration, the reaction force motor and the clutch can be reduced in size.
(2)上記(1)において、好ましくは、前記断接機構の前記転舵機構側に設けた減速機構を備えるようにしたものである。 (2) In the above (1), preferably, a reduction mechanism provided on the steering mechanism side of the connection / disconnection mechanism is provided.
(3)上記(2)において、好ましくは、前記減速機構は、前記転舵車輪の回転角度に対する前記ステアリングハンドルの回転角度の比が12〜22の範囲になるように減速するものである。 (3) In the above (2), preferably, the speed reduction mechanism decelerates so that a ratio of a rotation angle of the steering wheel to a rotation angle of the steered wheel falls within a range of 12-22.
(4)上記(2)において、好ましくは、前記減速機構の減速比は、前記変速機構の増速分を打ち消す程度である。
(5)上記(1)において、好ましくは、前記変速機構で増速した前記反力付与機構と前記断接機構の回転速度分を前記転舵機構で減速するようにしたものである。
(4) In the above (2), preferably, the speed reduction ratio of the speed reduction mechanism is such that the speed increase of the speed change mechanism is canceled.
(5) In the above (1), preferably, the reaction mechanism imparting speed increased by the speed change mechanism and the rotational speed of the connecting / disconnecting mechanism are decelerated by the steering mechanism.
(6)上記(1)において、好ましくは、前記ステアリングハンドルの操舵角度を検出する操舵角度検出手段を、前記変速機構と前記断接機構の間に備えるようにしたものである。 (6) In the above (1), preferably, a steering angle detecting means for detecting a steering angle of the steering handle is provided between the transmission mechanism and the connection / disconnection mechanism.
(7)上記(1)において、好ましくは、前記変速機構と前記反力付与機構と前記断接機構を同一のケース内に収容したものである。 (7) In the above (1), preferably, the speed change mechanism, the reaction force application mechanism, and the connection / disconnection mechanism are accommodated in the same case.
(8)上記(2)において、好ましくは、前記変速機構と前記減速機構は複数の歯車から構成されており、少なくとも1つに樹脂でできた歯車を用いるようにしたものである。 (8) In the above (2), preferably, the speed change mechanism and the speed reduction mechanism are constituted by a plurality of gears, and at least one gear made of resin is used.
(9)また、上記目的を解決するために、本発明は、ステアリングハンドルに操舵負荷を付与する反力付与機構と、前記ステアリングハンドルに接続された操舵軸と前記反力付与機構との間に設けられ、前記反力付与機構の出力回転速度を減速して前記操舵軸に伝達する変速機構と、前記操舵軸の回転を転舵車輪に伝達する転舵機構と前記反力付与機構との間、または前記転舵機構と前記変速機構との間であって前記反力付与機構とは並列に設けられ、前記変速機構と前記転舵機構との間の回転力の伝達を断接する断接機構と、前記転舵機構に転舵力を付与する転舵力付与機構と、車両の運転状態に応じて前記反力付与機構および前記転舵力付与機構を制御すると共に、前記反力付与機構または前記転舵力付与機構の駆動を正常に行えるとき前記断接機構を切断し、正常に行えないとき前記断接機構を接続させる制御部とを備えるようにしたものである。
かかる構成により、反力モータおよびクラッチの小形化を図ることができるものとなる。
(9) In order to solve the above object, the present invention provides a reaction force applying mechanism that applies a steering load to a steering handle, and a steering shaft connected to the steering handle and the reaction force applying mechanism. A speed change mechanism that decelerates the output rotation speed of the reaction force application mechanism and transmits it to the steering shaft; and a steering mechanism that transmits the rotation of the steering shaft to the steered wheels and the reaction force application mechanism. Or a connecting / disconnecting mechanism that is provided between the turning mechanism and the speed change mechanism and in parallel with the reaction force applying mechanism, and connects / disconnects transmission of rotational force between the speed change mechanism and the turning mechanism. A steering force applying mechanism that applies a steering force to the steering mechanism, and the reaction force applying mechanism and the steering force applying mechanism according to a driving state of the vehicle, and the reaction force applying mechanism or When the steering force applying mechanism can be driven normally Cutting the Kidan connection mechanism is obtained by such a control unit for connecting the disengaging mechanism when not properly performed.
With this configuration, the reaction force motor and the clutch can be reduced in size.
(10)上記(9)において、好ましくは、前記断接機構の前記転舵機構側に減速機構を備えるようにしたものである。 (10) In the above (9), preferably, a deceleration mechanism is provided on the turning mechanism side of the connection / disconnection mechanism.
(11)上記(9)において、好ましくは、前記転舵力付与機構は、前記断接機構と前記減速機構の間に備えるようにしたものである。 (11) In the above (9), preferably, the turning force applying mechanism is provided between the connection / disconnection mechanism and the speed reduction mechanism.
(12)上記(9)において、好ましくは、前記変速機構と前記減速機構は複数の歯車から構成されており、少なくとも1つに樹脂でできた歯車を用いたものである。 (12) In the above (9), preferably, the speed change mechanism and the speed reduction mechanism are composed of a plurality of gears, and at least one of them is made of a resin gear.
(13)さらに、上記目的を解決するために、本発明は、ステアリングハンドルに操舵負荷を付与する反力付与機構と、前記ステアリングハンドルに接続された操舵軸と前記反力付与機構との間に設けられ、前記反力付与機構の出力回転速度を減速して前記操舵軸に伝達する変速機構と、前記反力付与機構の前記変速機構とは反対側の出力軸と、または前記反力付与機構とは並列に前記変速機構の出力軸と接続され、前記入力軸の回転の許容または規制を切り換える断接機構とを備えるようにしたものである。
かかる構成により、反力モータおよびクラッチの小形化を図ることができるものとなる。
(13) Further, in order to solve the above object, the present invention provides a reaction force application mechanism that applies a steering load to a steering handle, and a steering shaft connected to the steering handle and the reaction force application mechanism. A transmission mechanism that decelerates and transmits the output rotational speed of the reaction force application mechanism to the steering shaft; and an output shaft opposite to the transmission mechanism of the reaction force application mechanism; or the reaction force application mechanism Is connected to the output shaft of the speed change mechanism in parallel, and includes a connection / disconnection mechanism for switching permission or restriction of rotation of the input shaft.
With this configuration, the reaction force motor and the clutch can be reduced in size.
(14)上記(13)において、好ましくは、前記断接機構の前記変速機構または前記反力付与機構が接続されていない出力側部材は、車両に直接または間接的に固定されるものである。 (14) In the above (13), preferably, the output side member to which the speed change mechanism or the reaction force application mechanism of the connection / disconnection mechanism is not connected is fixed directly or indirectly to the vehicle.
(15)上記(13)において、好ましくは、前記断接機構の前記変速機構または前記反力付与機構が接続されていない出力側部材は、車両に弾性部材を介して固定されるものである。 (15) In the above (13), preferably, the output side member to which the speed change mechanism or the reaction force applying mechanism of the connection / disconnection mechanism is not connected is fixed to the vehicle via an elastic member.
(16)上記(13)において、好ましくは、前記断接機構は、通電状態で接続するものである。 (16) In the above (13), preferably, the connection / disconnection mechanism is connected in an energized state.
(17)また、上記目的を解決するために、本発明は、ステアリングハンドルに操舵負荷を付与する反力付与機構と、前記ステアリングハンドルに接続された操舵軸と前記反力付与機構との間に設けられ、前記反力付与機構の出力回転速度を減速して前記操舵軸に伝達する変速機構と、前記反力付与機構の前記変速機構とは反対側の出力軸と、または前記反力付与機構とは並列に前記変速機構の出力軸と接続され、前記入力軸の回転の許容または規制を切り換える断接機構と、転舵車輪に接続され且つ前記断接機構とは機械的に分離された転舵機構に転舵力を付与する転舵力付与機構と、車両の運転状態に応じて前記反力付与機構および前記転舵力付与機構を制御すると共に、前記転舵車輪の転舵角度に応じて前記入力軸の回転の許容または規制を切り換え制御する制御部とを備えるようにしたものである。
かかる構成により、反力モータおよびクラッチの小形化を図ることができるものとなる。
(17) In order to solve the above object, the present invention provides a reaction force applying mechanism that applies a steering load to a steering handle, and a steering shaft connected to the steering handle and the reaction force applying mechanism. A transmission mechanism that decelerates and transmits the output rotational speed of the reaction force application mechanism to the steering shaft; and an output shaft opposite to the transmission mechanism of the reaction force application mechanism; or the reaction force application mechanism Are connected to the output shaft of the speed change mechanism in parallel, and a connecting / disconnecting mechanism for switching permission or restriction of rotation of the input shaft, and a connecting / disconnecting mechanism connected to a steered wheel and mechanically separated from the connecting / disconnecting mechanism. A steering force imparting mechanism that imparts a steering force to the rudder mechanism, and the reaction force imparting mechanism and the steered force imparting mechanism according to the driving state of the vehicle, and according to the steering angle of the steered wheels Allow the input shaft to rotate or It is obtained as a control unit for controlling switching of the control.
With this configuration, the reaction force motor and the clutch can be reduced in size.
(18)上記(17)において、好ましくは、前記制御部は、前記転舵車輪の転舵角度に応じて前記断接機構の接続/切断を切り換えるようにしたものである。 (18) In the above (17), preferably, the control unit switches connection / disconnection of the connection / disconnection mechanism in accordance with a turning angle of the steered wheel.
(19)上記(17)において、好ましくは、前記制御部は、前記転舵車輪が所定の転舵角度以上の場合に前記断接機構を接続するようにしたものである。 (19) In the above (17), preferably, the control unit is configured to connect the connection / disconnection mechanism when the steered wheel is equal to or larger than a predetermined steered angle.
(20)上記(17)において、好ましくは、前記制御部は、操舵入力装置がシステムOFF状態の時、前記断接機構を接続するようにしたものである。 (20) In the above (17), preferably, the control unit is configured to connect the connection / disconnection mechanism when the steering input device is in a system OFF state.
本発明によれば、反力モータおよびクラッチの小形化を図ることができる。 According to the present invention, the reaction force motor and the clutch can be miniaturized.
以下、図1〜図3を用いて、本発明の第1の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図1を用いて、本実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Hereinafter, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of the vehicle steering device including the steering input device and the steering control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a vehicle steering apparatus including a steering input device and a steering control device according to a first embodiment of the present invention.
ステアリングハンドル2は、運転者が握り、車両を進ませたい方向に操舵を行なう。車両用ステアリング装置1は、操舵アクチュエータ17と、転舵アクチュエータ3と、制御部30とを有する。ステアリングハンドル2の側に設けられる操舵アクチュエータ17と、転舵車輪4の側に設けられる転舵アクチュエータ3とは、クラッチ機構10により機械的に分離されており、車両用ステアリング装置1は、ステアリングハンドル2の操舵量に応じて左右の転舵車輪4を転舵させる。操舵アクチュエータ17と転舵アクチュエータ3は、それぞれ、図示しないケースに収められている。
The
操舵アクチュエータ17は、ステアリングハンドル2の操舵量の検出および転舵車輪4に作用する力を操舵反力としてステアリングハンドル2に印加する。転舵アクチュエータ3は、ステアリングハンドル2の操舵量に応じて転舵車輪4を転舵させる。制御部30は、反力制御部32と、クラッチ制御部34と、転舵力制御部36とからなり、各種センサからの信号に基づいて、操舵アクチュエータ17や、転舵アクチュエータ3を制御する。
The
操舵アクチュエータ17は、操舵軸5と操舵角センサ6とトルクセンサ7と反力モータ8と第1減速手段9と連結軸16とクラッチ機構10とからなる。操舵軸5は、ステアリングハンドル2に連結した入力軸である。操舵角センサ6は、ステアリングハンドル2の操舵角を検出する操舵角度検出手段である。反力モータ8は、ステアリングハンドル2に対する操舵反力(反力トルク)を発生する反力付与機構である。第1減速手段9は、反力モータ8のトルクを拡大する変速機構である。トルクセンサ7は、運転者がステアリングハンドル2から入力する操舵トルクを検出する。クラッチ機構10は、ステアリングハンドル2の側である操舵側と、転舵車輪4の側である転舵側とを締結および解放を行なう断接機構である。
The
転舵アクチュエータ3は、転舵軸11と転舵角センサ12と転舵モータ13と第2減速手段14とラックアンドピニオン機構15とからなる。連結軸16は、反力モータ8とクラッチ機構10を接続する。転舵軸11は、転舵アクチュエータ3とクラッチ機構10を連結する。転舵角センサ12は、転舵車輪4の転舵角を検出する。転舵モータ13は、左右の転舵車輪4を転舵させる動力源であり転舵軸11を駆動する転舵力付与機構である。第2減速手段14は、転舵モータ8のトルクを拡大し転舵軸11に動力を伝達する。ラックアンドピニオン機構15は、転舵軸11の回転運動を直線運動に変換する。リンク機構26は、ラックアンドピニオン機構15に接続され転舵車輪4の向きを変えるタイロッドおよびナックルアームからなる。なお、上記したラックアンドピニオン機構15とリンク機構26が転舵機構である。
The steered
ここで、操舵軸5と反力モータ8と第1減速手段9とクラッチ機構10とにより、本実施形態の操舵入力装置が構成される。また、操舵入力装置の構成に、転舵モータ13と制御部30を加えることで、本実施形態の操舵制御装置が構成される。
Here, the steering
転舵アクチュエータ3には、転舵車輪4の転舵範囲を制限するメカ回転規制機構が設けられている。転舵アクチュエータ3のメカ回転規制機構は、例えばラックアンドピニオン機構15のラック端に設けられたストッパーであるが、同様な効果が得られれば他のものであっても構わない。なお、この転舵範囲の端部をストロークエンドと称する。
The turning
運転者が操作するステアリングハンドル2に反力を付与する反力モータ8の駆動パターンは、以下の4つがある。第1は、ステアリングハンドル2の操舵方向と反対方向に反力モータ8を回転させる場合であり、運転者はステアリングハンドル2より抵抗力を感じる。第2は、操舵方向と同一方向に反力モータ8を回転させる場合であり、運転者がステアリングハンドル2を中立位置(車両が直進するステアリングハンドル2の位置)に戻すような場合であって、運転者はステアリングハンドル2からアシスト力を感じることができる。第3は、運転者がステアリングハンドル2を切った状態から手を離した時に作用するいわゆるセルフアライニングトルクに相当する力を反力モータ8で生成し、ステアリングハンドル2を中立位置に自動的に戻す。第4は、ステアリングハンドル2を任意の角度で停止保持させる場合である。以上のように、反力モータ8で生成した力を運転者はステアリングハンドル2から受けることができる。
There are the following four drive patterns of the
ここで、図2を用いて、本実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置に用いる反力モータ8の構成について説明する。
図2は、本発明の第1の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置に用いる反力モータの構成を示すブロック図である。
Here, the configuration of the
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a reaction force motor used in the steering input device and the steering control device according to the first embodiment of the present invention.
反力モータ8は両軸タイプの電動モータである。図2に示すように、モータ本体から上下に軸8a,8bを備えており、それぞれの軸8a,8bに反力モータ8の駆動力が伝達できる。また、軸8a,8bは同一の速度で回転する。
The
反力モータ8のステアリングハンドル2側の軸8aには、第1減速手段9が接続されている。第1減速手段9は、出力軸9aを有している。
A first speed reduction means 9 is connected to the
図1に示すように、第1減速手段9の出力軸には、操舵軸5を介してステアリングハンドル2が取り付けられている。反力モータ8の転舵車輪4の側の軸8b(図2)には、連結軸16を介してクラッチ機構10が接続されている。第1減速手段9のギヤ比をN1(N1>1)、出力軸9aの回転速度をω1とした場合、反力モータ8の軸8a,8bの回転速度ω2はN1×ω1となり、ステアリングハンドル2で回される操舵軸5の回転数より反力モータ8の軸8a,8bおよびクラッチ機構10に接続される連結軸16の方が高速回転となる。
As shown in FIG. 1, the steering handle 2 is attached to the output shaft of the first reduction means 9 via the
第1減速手段9は、遊星歯車、平行軸歯車列等を用いた減速機構であり、同様の効果が得られれば他のものであっても構わない。また、第1減速手段9は、反力モータ8や操舵軸5に対して同軸でなくても構わない。なお、反力モータ8および第1減速手段9は、図示しない車両側のフレームに固定されている。
The first speed reduction means 9 is a speed reduction mechanism using a planetary gear, a parallel shaft gear train, and the like, and may be other if the same effect can be obtained. Further, the first reduction means 9 may not be coaxial with the
トルクセンサ7は、操舵軸5のねじれ角を検出することにより、操舵軸5に作用するトルクを検出する。
The
クラッチ機構10は、連結軸16と転舵軸11を締結(接続)および解放(切断)する機構であり、車両用ステアリング装置1の操舵側と転舵側を接続および切断する機構である。通常システム稼動時はこのクラッチ機構10は解放されているが、システム故障時にはクラッチ機構10を締結し、ステアリングハンドル2の動作が直接転舵アクチュエータ3に伝わり転舵車輪4の向きを変えることができる。これにより、車両の安全性が確保できる。また、転舵アクチュエータ3がストロークエンドに到達した際、クラッチ機構10を締結して運転者に転舵アクチュエータ3のストロークエンドを呈示することにより、ステアリングハンドル2を切り増す方向に回せないようにする。これは、ステアリングハンドル2に設置された図示しないケーブルリールが破断するのを防ぐためである。ケーブルリールは、ケーブルを引き出しおよび巻き取り可能なリール構造でできており、ステアリングハンドル2に設置されたスイッチ類のケーブルをステアリングハンドル2の動作によりケーブルを引き出したり、巻き取ったりできるようにしたものである。
The
なお、転舵アクチュエータ3がストロークエンドに到達した際、クラッチ機構10を締結せず、反力モータ8で大きなトルクを発生することによりストロークエンド位置を運転者に伝えることも考えられるが、反力モータ8の大型化、コストアップになるため好ましくない。
Note that when the
クラッチ機構10は、通電時に解放、非通電時に締結するようにしている。これは、電源または電源ラインが故障したような場合でも確実にクラッチ機構10を締結するためである。イグニッションOFFのようなシステム停止時には、クラッチ機構10が非通電状態であり、クラッチ機構10を締結できる。これにより、システム停止時には運転者がステアリングハンドル2を動かすことができなくなるので、システム停止時のステアリングハンドル2と転舵車輪4の位置ずれを防ぐことができる。
The
また、通常のシステム稼動時には、ステアリングハンドル2の操舵側と転舵車輪4の転舵側がクラッチ機構10により切り離されているので、ステアリングハンドル2の操舵量に対する転舵車輪4の転舵量を車両の走行速度によって変えたり、ステアリングハンドル2からの操舵入力無しに転舵アクチュエータ3を駆動し、転舵車輪4の向きを変えたりすることもできる。このように車両用ステアリング装置1では車両の速度、車両の旋回程度や加減速の有無等といった車両の走行状態に応じて柔軟に転舵アクチュエータ3により転舵車輪4の向きを変えることができる。
Further, during normal system operation, the steering side of the
以上のように、転舵アクチュエータ3は、通常システム稼動時には転舵モータ13によって駆動され、システム故障時にはクラッチ機構10を介してステアリングハンドル2によって駆動される。
As described above, the
転舵車輪4を転舵させる動力源である転舵モータ13は、電動モータであり、第2減速手段14を介して転舵軸11に動力が伝達される。第2減速手段14の設置により転舵モータ13の小形化を実現できる。第2減速手段14は、平行軸歯車列、ウォームギヤ等を用いた減速機構であり、同様の効果が得られれば他のものであっても構わない。
The steered
制御部30において、反力制御部32は、トルクセンサ7によって検出された操舵トルクや転舵モータ13の駆動トルクに応じた反力が発生するように、アクチュエータである反力モータ8を制御する。クラッチ制御部34は、操舵角センサ6によって検出された操舵角に基づき、転舵モータ13を制御する。転舵力制御部36は、転舵角センサ12の情報、車両の速度、車両の旋回程度や加減速の有無等といった車両の走行状態の情報、車両用ステアリング装置1の異常情報や装置停止情報等に基づきクラッチ機構10の締結/解放を切り替え制御する
クラッチ機構10は、システム故障時に瞬時に締結し、締結時のステアリングハンドル2を時計回りから反時計回りに回転させたときの不感帯である遊び(がた)が少ないことが好ましい。また、クラッチ機構10は、車両搭載性を考慮してコンパクトな構造で、低消費電力であることが望ましい。これらを考慮するとクラッチ機構10にはツーウェイクラッチと呼ばれるローラを入力軸と出力軸で形成される楔部に係合するか否かにより締結/解放動作を行なうものが好ましいが、クラッチ機構10はこれに限定されるものではなく、同様な効果が得られれば他のものであっても構わない。
クラッチ機構10は、入力軸または出力軸に大きなトルクが印加された場合であっても破損しないように設計する必要がある。上記のようにクラッチ機構10がツーウェイクラッチの場合、ローラが入力軸または出力軸に接触する際の接触応力が材料の許容応力より小さくなるように設計しなければならない。詳細は省略するが、この接触応力を小さくするためには入力軸直径、出力軸直径、ローラ直径等を大きくしなければならず、ツーウェイクラッチの大型化につながる。
そこで、本実施形態の操舵入力装置および操舵制御装置では、クラッチ機構10の小形化を図るためにクラッチ機構10に作用するトルクを小さくしている。その際、反力モータ8の小形化も考慮し、かつ、機械要素が増加しないように、反力モータ8を両軸モータとし、反力モータ8のステアリングハンドル2の側に第1減速手段9を設置している。これにより、反力モータ8の出力トルクは、第1減速手段9により増大されて操舵軸5に伝達されるため、反力モータ8を小型化することができる。一方、図3を用いて後述するように、反力モータ8の出力トルクは、減速手段を介することなく直接クラッチ機構10に伝達されるため、クラッチ機構10の入力トルクは小さくでき、クラッチ機構10を小型化できる。
In the
The
Therefore, in the steering input device and the steering control device of the present embodiment, the torque acting on the
次に、図3を用いて、本実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置において、クラッチ機構10に作用するトルクが小さくなる理由について説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置において、クラッチ機構10に作用するトルクが小さくなる理由の説明図である。
Next, the reason why the torque acting on the
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the reason why the torque acting on the
第1減速手段9のギヤ比をN1、第2減速手段14のギヤ比をN2、ラックアンドピニオン機構15からリンク機構26を介して転舵車輪4に伝達するまでのギヤ比(以下、「ラックアンドピニオン機構・転舵車輪間ギヤ比」と称する)をN3とする。ここで、各減速機構の機械効率は、簡単に考えるために1とする。また、図3に示すように、第1減速手段9は操舵軸5から反力モータ8の向きに増速し、第2減速手段14は転舵軸11から転舵モータ13の向きに増速するようにしている。ラックアンドピニオン機構・転舵車輪間ギヤ比は、ラックアンドピニオン機構15から転舵車輪4の向きに減速するように設定している。つまり、クラッチ機構10に接続された連結軸16および転舵軸11が、ステアリングハンドル2および操舵車輪4より回転数(操舵車輪4の場合は転舵角度)が大きくなる。
ステアリングハンドル2の回転数をω1、印加トルクをT1とすると、連結軸16およびクラッチ機構10および転舵軸11には回転数がN1・ω1、印加トルクがT1/N1となり、クラッチ機構10に作用するトルクが小さくなるので、クラッチ機構10を小さくすることができる。また、このとき反力モータ8のトルクもT1/N1となるので、反力モータ8によりステアリングハンドル2に反力を呈示する場合には小さな出力のモータでよくなるため、クラッチ機構10と反力モータ8の小形化を第1減速手段9の設置で実現することができる。
The gear ratio of the first speed reduction means 9 is N1, the gear ratio of the second speed reduction means 14 is N2, and the gear ratio until transmission from the rack and
Assuming that the rotation speed of the steering handle 2 is ω1 and the applied torque is T1, the rotation speed is N1 · ω1 and the applied torque is T1 / N1 on the connecting
クラッチ機構10の転舵軸11の側は、ラックアンドピニオン機構・転舵車輪間ギヤ比N3により減速できるので、ステアリングハンドル2での印加トルクがT1の場合には転舵車輪4でのトルクがT1・(N3/N1)となる。N3>N1になるように設定する場合には、ステアリングハンドル2によって転舵車輪4を容易に転舵できるようになる。
Since the steered
また、仮に第1減速手段9を設置しない場合のステアリングハンドル2の回転に対する転舵車輪4の転舵角度のギヤ比をN3’とする。第1減速手段9を設置する場合のステアリングハンドル2の回転に対する転舵車輪4の転舵角度のギヤ比はN3/N1となるので、このギヤ比が第1減速手段9の有無によらず一定とした場合、N3’<N3となる。つまり、第1減速手段9を反力モータ8のステアリングハンドル2側に設置することにより、第1減速手段9を設置しない場合に比べて転舵軸11が高速回転になる。したがって、第2減速手段14のギヤ比を小さくしたり、転舵モータ13の出力を小さくしたりできるため、第2減速手段14および転舵モータ13の小形化もできるので車両用ステアリング装置1の全体の小形化を実現できる。
Further, the gear ratio of the turning angle of the steered wheels 4 with respect to the rotation of the steering handle 2 when the first speed reduction means 9 is not installed is N3 '. Since the gear ratio of the turning angle of the steered wheel 4 with respect to the rotation of the steering handle 2 when the first speed reduction means 9 is installed is N3 / N1, this gear ratio is constant regardless of the presence or absence of the first speed reduction means 9. In this case, N3 ′ <N3. That is, by installing the first speed reduction means 9 on the steering handle 2 side of the
上記とは逆に転舵車輪4に印加トルクT2が作用した場合には、クラッチ機構10に作用するトルクはT2/N3となる。上記と同様に考えるとN3’<N3となるので、第1減速手段9の設置によりクラッチ機構10に作用するトルクは小さくなる。
Contrary to the above, when the applied torque T2 acts on the steered wheel 4, the torque acting on the
以上のようにクラッチ機構10に作用するトルクを小さくできるので、クラッチ機構10の小形化を実現できる。
Since the torque acting on the
なお、本例では、第1減速手段9で増速したクラッチ機構10に接続された連結軸16および転舵軸11をラックアンドピニオン機構15およびリンク機構26で減速するようにしている。ラックアンドピニオン機構15およびリンク機構26の減速比は、転舵車輪4の回転角度に対するステアリングハンドル2の回転角度の比(いわゆるオーバオールギヤ比)が、12から22の範囲になるようにしている。これにより、運転者がステアリングハンドル2の操舵で転舵車輪4を容易に転舵できるようになる。
In this example, the connecting
以上説明したように、本実施形態によれば、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 As described above, according to this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism. Can be realized.
次に、図4を用いて、本発明の第2の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図4は、本発明の第2の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to the second embodiment of the present invention.
本実施形態の車両用ステアリング装置1は、図1に示した車両用ステアリング装置1とは、反力モータ8の構成が異なる。図4の反力モータ8は片軸タイプの電動モータであり、1つの出力軸を持つ。第1減速手段9の出力軸は、反力モータ8とクラッチ機構10が並列に接続できるようにしている。
The
なお、図4では、第1減速手段9として平行軸歯車列を用いて、出力軸の上下に反力モータ8とクラッチ機構10を接続するようにしているが、同様の効果が得られれば他のものであっても構わない。なお、上記の構成以外は第1の実施例と同様である。
In FIG. 4, a parallel shaft gear train is used as the first reduction means 9 to connect the
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
次に、図5を用いて、本発明の第3の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図5は、本発明の第3の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a vehicle steering apparatus including a steering input device and a steering control device according to a third embodiment of the present invention.
本実施形態の車両用ステアリング装置1は、図1に示した車両用ステアリング装置1とは、第3減速手段24を、転舵角センサ12とラックアンドピニオン機構15の間に設置した点が異なる。図1に示した実施形態では、第1減速手段9で増速した分をラックアンドピニオン機構15およびリンク機構26で減速していたが、本実施形態では、第3減速手段24とラックアンドピニオン機構15とリンク機構26により、第1減速手段9の増速分を減速している。
The
運転者がステアリングハンドル2の操舵で転舵車輪4を容易に転舵できるようにするには、転舵車輪4の回転角度に対するステアリングハンドル2の回転角度の比(オーバオールギヤ比)が、12から22の範囲になるように設定する必要がある。第3減速手段24を設置したのは、車両側のスペースの制約によりラックアンドピニオン機構15およびリンク機構26で転舵車輪4の回転角度に対するステアリングハンドル2の回転角度の比(オーバオールギヤ比)を12から22の範囲に設定できない場合があるからである。したがって、第3減速手段24とラックアンドピニオン機構15とリンク機構26によって転舵車輪4の回転角度に対するステアリングハンドル2の回転角度の比(オーバオールギヤ比)を12から22の範囲になるように設定することにした。なお、第3減速手段24の減速比は、第1減速手段9の増速分を打ち消す程度の減速比であってもよい。
また、第3減速手段24を転舵角センサ12とラックアンドピニオン機構15の間に設置したのは、回転速度が速い転舵軸11に転舵角センサ12を設置することにより転舵車輪4の微少な動きに対しても転舵角センサ12で検出できるようになるからである。これにより、転舵角センサ12はより粗い分解能のものを使用できるようになるので、コスト低減を図ることができる。
操舵アクチュエータ17は、操舵軸5と操舵角センサ6とトルクセンサ7と反力モータ8と第1減速手段9と連結軸16とクラッチ機構10とからなる。転舵アクチュエータ3は、転舵軸11と転舵角センサ12と転舵モータ13と第2減速手段14と第3減速手段24とラックアンドピニオン機構15とからなる。操舵アクチュエータ17と転舵アクチュエータ3は、それぞれ図示しないケースに収められている。
第1減速手段9と第2減速手段14と第3減速手段24は、上記のように複数の歯車から構成される。第1減速手段9と第2減速手段14と第3減速手段24の歯車列は、それぞれ少なくとも1つが樹脂でできた歯車を用いるようにしてもよい。これにより、第1減速手段9と第2減速手段14と第3減速手段24の低騒音化が図れる。なお、上記の構成以外は第1の実施形態と同様である。
In order to allow the driver to easily steer the steered wheel 4 by steering the
Further, the third deceleration means 24 is installed between the
The steering
The first speed reduction means 9, the second speed reduction means 14, and the third speed reduction means 24 are composed of a plurality of gears as described above. As the gear trains of the first speed reduction means 9, the second speed reduction means 14, and the third speed reduction means 24, at least one gear may be made of resin. Thereby, the noise reduction of the 1st deceleration means 9, the 2nd deceleration means 14, and the 3rd deceleration means 24 can be achieved. The configuration other than the above is the same as in the first embodiment.
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
また、オーバオールギヤ比を12から22の範囲に容易に設定できる。 Further, the overall gear ratio can be easily set in the range of 12 to 22.
次に、図6を用いて、本発明の第4の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図6は、本発明の第4の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to a fourth embodiment of the present invention.
本実施形態は、図4に示した車両用ステアリング装置1とは、第3減速手段24を、転舵角センサ12とラックアンドピニオン機構15の間に設置した点が異なる。第3減速手段24を設置した効果は図5に示した第3の実施形態と同様である。
The present embodiment is different from the
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
また、オーバオールギヤ比を12から22の範囲に容易に設定できる。 Further, the overall gear ratio can be easily set in the range of 12 to 22.
次に、図7を用いて、本発明の第5の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図7は、本発明の第5の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to a fifth embodiment of the present invention.
本実施形態は、図1に示した車両用ステアリング装置1と同様にいわゆるピニオンアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつ車両用ステアリング装置1である。操舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10、転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12、ラックアンドピニオン機構15を図示しない1つのケースに収めた構造である。上記以外は、図1に示した第1の実施形態と同様である。
The present embodiment is a
なお、図7とは異なり操舵角センサ6のみステアリングハンドル2の側に別体構造にしたものであっても構わない。
Unlike FIG. 7, only the
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
次に、図8を用いて、本発明の第6の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図8は、本発明の第6の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to a sixth embodiment of the present invention.
本実施形態は、図4に示した車両用ステアリング装置1と同様にいわゆるピニオンアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつ車両用ステアリング装置1である。操舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10、転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12、ラックアンドピニオン機構15を図示しない1つのケースに収めた構造である。上記以外は、図4に示した第2の実施形態と同様である。
The present embodiment is a
なお、図8とは異なり操舵角センサ6のみステアリングハンドル2の側に別体構造にしたものであっても構わない。
Unlike FIG. 8, only the
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
次に、図9を用いて、本発明の第7の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図9は、本発明の第7の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to a seventh embodiment of the present invention.
本実施形態は、図5に示した車両用ステアリング装置1と同様にいわゆるピニオンアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつ車両用ステアリング装置1である。操舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10、転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12、第3減速手段24、ラックアンドピニオン機構15を図示しない1つのケースに収めた構造である。上記以外は、図5に示した第3の実施形態と同様である。
The present embodiment is a
なお、図9とは異なり操舵角センサ6のみステアリングハンドル2側に別体構造にしたものであっても構わない。
Unlike FIG. 9, only the
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
また、オーバオールギヤ比を12から22の範囲に容易に設定できる。 Further, the overall gear ratio can be easily set in the range of 12 to 22.
次に、図10を用いて、本発明の第8の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図10は、本発明の第8の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering apparatus including a steering input device and a steering control device according to an eighth embodiment of the present invention.
本実施形態は、図6に示した車両用ステアリング装置1と同様にいわゆるピニオンアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつ車両用ステアリング装置1である。操舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10、転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12、第3減速手段24、ラックアンドピニオン機構15を図示しない1つのケースに収めた構造である。上記以外は、図6に示した第4の実施形態と同様である。
The present embodiment is a
なお、図10とは異なり操舵角センサ6のみステアリングハンドル2の側に別体構造にしたものであっても構わない。
Unlike FIG. 10, only the
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
また、オーバオールギヤ比を12から22の範囲に容易に設定できる。 Further, the overall gear ratio can be easily set in the range of 12 to 22.
次に、図11を用いて、本発明の第9の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図11は、本発明の第9の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering apparatus including a steering input device and a steering control device according to a ninth embodiment of the present invention.
図11に示した車両用ステアリング装置1は、いわゆるラックアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつものである。操舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10は、図示しないケースに収めてステアリングハンドル2近傍に設置している。転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12、ラックアンドピニオン機構15は、図示しない1つのケースに収めている。上記以外は、図1に示した第1の実施形態と同様である。
The
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
次に、図12を用いて、本発明の第10の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図12は、本発明の第10の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to a tenth embodiment of the present invention.
図12に示した車両用ステアリング装置1は、いわゆるラックアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつものである。操舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10は、図示しないケースに収めてステアリングハンドル2近傍に設置している。転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12、ラックアンドピニオン機構15は、図示しない1つのケースに収めている。上記以外は、図4に示した第2の実施形態と同様である。
The
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
次に、図13を用いて、本発明の第11の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図13は、本発明の第11の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to an eleventh embodiment of the present invention.
図13に示した車両用ステアリング装置1は、いわゆるラックアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつものである。操舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10、第3減速手段24は、図示しないケースに収めてステアリングハンドル2近傍に設置している。転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12、ラックアンドピニオン機構15は、図示しない1つのケースに収めている。
The
ラックアシストタイプの転舵アクチュエータ3は、転舵モータ13により直接ラックに転舵力を作用するため、第3減速手段24はクラッチ機構10とラックアンドピニオン機構15の間に設けた。上記以外は、図5に示した第3の実施形態と同様である。
Since the rack assist
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
また、オーバオールギヤ比を12から22の範囲に容易に設定できる。 Further, the overall gear ratio can be easily set in the range of 12 to 22.
次に、図14を用いて、本発明の第12の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図14は、本発明の第12の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of a steering input device and a steering control device according to a twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering apparatus including a steering input device and a steering control device according to a twelfth embodiment of the present invention.
図14に示した車両用ステアリング装置1は、いわゆるラックアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつものである。操舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10、第3減速手段24は、図示しないケースに収めてステアリングハンドル2近傍に設置している。転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12、ラックアンドピニオン機構15は、図示しない1つのケースに収めている。図13に示した第11の実施形態と同様に、第3減速手段24は、クラッチ機構10とラックアンドピニオン機構15の間に設けている。上記以外は、図6に示した第4の実施形態と同様である。
The
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
また、オーバオールギヤ比を12から22の範囲に容易に設定できる。 Further, the overall gear ratio can be easily set in the range of 12 to 22.
次に、図15を用いて、本発明の第13の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図15は、本発明の第13の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of a steering input device and a steering control device according to a thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering apparatus including a steering input device and a steering control device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
図15に示した車両用ステアリング装置1は、図11に示した車両用ステアリング装置1と同様にいわゆるラックアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつものである。操舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10、転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12、ラックアンドピニオン機構15は、図示しない1つのケースに収めている。上記以外は、図11に示した第9の実施形態と同様である。なお、図15とは異なり操舵角センサ6のみステアリングハンドル2側に別体構造にしたものであっても構わない。
The
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
次に、図16を用いて、本発明の第14の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図16は、本発明の第14の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
図16に示した車両用ステアリング装置1は、図12に示した車両用ステアリング装置1と同様にいわゆるラックアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつものである。転舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10、転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12、ラックアンドピニオン機構15は、図示しない1つのケースに収めている。上記以外は、図12に示した第10の実施形態と同様である。なお、図16とは異なり操舵角センサ6のみステアリングハンドル2側に別体構造にしたものであっても構わない。
The
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
次に、図17を用いて、本発明の第15の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図17は、本発明の第15の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the fifteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to a fifteenth embodiment of the present invention.
図17に示した車両用ステアリング装置1は、図13に示した車両用ステアリング装置1と同様にいわゆるラックアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつものである。操舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10、第3減速手段24、転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12、ラックアンドピニオン機構15は、図示しない1つのケースに収めている。上記以外は、図13に示した第11の実施形態と同様である。なお、図17とは異なり操舵角センサ6のみステアリングハンドル2側に別体構造にしたものであっても構わない。
The
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
また、オーバオールギヤ比を12から22の範囲に容易に設定できる。 Further, the overall gear ratio can be easily set in the range of 12 to 22.
次に、図18を用いて、本発明の第16の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図18は、本発明の第16の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the sixteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to a sixteenth embodiment of the present invention.
図18に示した車両用ステアリング装置1は、図14に示した車両用ステアリング装置1と同様にいわゆるラックアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつものである。操舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10、第3減速手段24、転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12、ラックアンドピニオン機構15は、図示しない1つのケースに収めている。上記以外は、図14に示した第12の実施形態と同様である。なお、図18とは異なり操舵角センサ6のみステアリングハンドル2側に別体構造にしたものであっても構わない。
The
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
また、オーバオールギヤ比を12から22の範囲に容易に設定できる。 Further, the overall gear ratio can be easily set in the range of 12 to 22.
次に、図19を用いて、本発明の第17の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図19は、本発明の第17の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of a steering input device and a steering control device according to a seventeenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to a seventeenth embodiment of the present invention.
図19に示した車両用ステアリング装置1は、いわゆるコラムアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつものである。ラックアンドピニオン機構15を除く操舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10、転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12は、図示しない1つのケースに収め、ステアリングハンドル2近傍に設置している。上記以外は図1に示した第1の実施形態と同様である。
The
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
次に、図20を用いて、本発明の第18の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図20は、本発明の第18の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of a steering input device and a steering control device according to an eighteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to an eighteenth embodiment of the present invention.
図20に示した車両用ステアリング装置1は、いわゆるコラムアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつものである。ラックアンドピニオン機構15を除く操舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10、転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12は、図示しない1つのケースに収めてステアリングハンドル2近傍に設置している。上記以外は、図4に示した第2の実施形態と同様である。
The
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
次に、図21を用いて、本発明の第19の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図21は、本発明の第19の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of a steering input device and a steering control device according to a nineteenth embodiment of the present invention will be described using FIG.
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to a nineteenth embodiment of the present invention.
図21に示した車両用ステアリング装置1は、いわゆるコラムアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつものである。ラックアンドピニオン機構15を除く操舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10、転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12、第3減速手段24は、図示しない1つのケースに収めてステアリングハンドル2近傍に設置している。上記以外は、図5に示した第3の実施形態と同様である。
The
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
また、オーバオールギヤ比を12から22の範囲に容易に設定できる。 Further, the overall gear ratio can be easily set in the range of 12 to 22.
次に、図22を用いて、本発明の第20の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図22は、本発明の第20の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the twentieth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering apparatus including a steering input device and a steering control device according to a twentieth embodiment of the present invention.
図22に示した車両用ステアリング装置1は、いわゆるコラムアシストタイプの転舵アクチュエータ3をもつものである。ラックアンドピニオン機構15を除く操舵軸5、操舵角センサ6、トルクセンサ7、第1減速手段9、反力モータ8、連結軸16、クラッチ機構10、転舵軸11、転舵モータ13、第2減速手段14、転舵角センサ12、第3減速手段24は、図示しない1つのケースに収めてステアリングハンドル2近傍に設置している。上記以外は、図6に示した第4の実施形態と同様である。
The
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
また、オーバオールギヤ比を12から22の範囲に容易に設定できる。 Further, the overall gear ratio can be easily set in the range of 12 to 22.
次に、図23を用いて、本発明の第21の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図23は、本発明の第21の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the twenty-first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to a twenty-first embodiment of the present invention.
図23は、図1に示した車両用ステアリング装置1と転舵軸11がないという点が異なる。また、操舵角センサ6と転舵角センサ12は複数個備えることで、冗長性を持たせた構成としている。なお、アクチュエータである反力モータ8と転舵モータ13を複数個備えるようにすることもできる。
FIG. 23 is different from the
このように、センサやアクチュエータに冗長性を持たせることで、システムの一部に異常が発生した場合でもステアリングハンドル2の操舵角を検出して確実に転舵アクチュエータ3で転舵車輪4を転舵できる。
In this way, by providing redundancy to the sensors and actuators, even if an abnormality occurs in a part of the system, the steering angle of the steering handle 2 is detected and the steered wheel 4 is reliably turned by the steered
また、図23の車両用ステアリング装置1は、クラッチ機構10のステアリングハンドル2の側でない出力軸を車両本体に接続した構成としている。クラッチ機構10のステアリングハンドル2の側でない出力軸は、車両本体に直接接続してもよく、また、別部材を介して、間接的に接続してもよいものである。
23 has a configuration in which an output shaft that is not on the steering handle 2 side of the
本実施形態の車両用ステアリング装置1は、転舵角センサ12で検出する転舵角に応じてクラッチ機構10を締結するようにしている。制御部30は、転舵車輪4があらかじめ設定した転舵角以上になったときクラッチ機構10を締結するようにしている。この設定角度は、転舵アクチュエータ3がストロークエンド近傍に到達したことを示す角度である。本実施形態ではシステム故障時にクラッチ機構10を締結してステアリングハンドル2を転舵アクチュエータ3に接続する必要がないが、転舵アクチュエータ3がストロークエンド近傍に到達した場合にクラッチ機構10を締結することにより、運転者に転舵アクチュエータ3のストロークエンドを呈示することができる。これにより、大型の反力モータ8を設置することなく、低消費電力のクラッチ機構10を設置することでステアリングハンドル2の回転を停止することができるので、コードリールを破損することがなくなる。
The
上記のようにクラッチ機構10は、通電時に解放、非通電時に締結するようにしている。イグニッションOFFのようなシステム停止時には、クラッチ機構10が非通電状態であり、クラッチ機構10を締結できる。これにより、システム停止時には運転者がステアリングハンドル2を動かすことができなくなるので、システム停止時のステアリングハンドル2と転舵車輪4の位置ずれを防ぐことができる。
As described above, the
なお、第1の実施形態から第20の実施形態では、システム故障時に確実にクラッチ締結できるように、通電によりクラッチを解放していた。しかし、図23に示す冗長性を持たせたシステムではクラッチ機構10は転舵アクチュエータ3のストロークエンド呈示を行うために使用するので、通電時にクラッチ締結するようにして、消費電力を抑えることもできる。この場合は、システム停止時のステアリングハンドル2のロックを図示しない他の機構で行なうことにする。上記以外の構成は、図1に示した第1の実施形態と同様である。
In the first to twentieth embodiments, the clutch is released by energization so that the clutch can be securely engaged when the system fails. However, in the system with redundancy shown in FIG. 23, the
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
次に、図24を用いて、本発明の第22の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図24は、本発明の第22の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the twenty-second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to a twenty-second embodiment of the present invention.
図24は、図23に示した車両用ステアリング装置1とクラッチ機構10のステアリングハンドル2側でない出力軸を車両本体に弾性部材25を介して接続するという点が異なる。弾性部材25の設置により、転舵アクチュエータ3がストロークエンドに到達した時の車両ステアリング装置1および車両本体への衝撃を緩和することができる。弾性部材25は、ばね又はゴムを用いたものであるが、同様の効果が得られれば他のものであっても構わない。上記以外の構成は、図23に示した第21の実施形態と同様である。
FIG. 24 is different in that the
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
次に、図25を用いて、本発明の第23の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図25は、本発明の第23の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of a steering input device and a steering control device according to a twenty-third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to a twenty-third embodiment of the present invention.
図25に示した車両用ステアリング装置1は、図24に示した車両用ステアリング装置1とは、反力モータ8の構成が異なる。反力モータ8は片軸タイプの電動モータであり、1つの出力軸を持つ。第1減速手段9の出力軸は、反力モータ8とクラッチ機構10を並列に接続できるようにしている。図25では、第1減速手段9に平行軸歯車列を用いて、出力軸の上下に反力モータ8とクラッチ機構10を接続するようにしているが、同様の効果が得られれば他のものであっても構わない。また、上記の構成以外は、図23に示した第21の実施形態と同様である。
The
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
次に、図26を用いて、本発明の第24の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図26は、本発明の第24の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of the steering input device and the steering control device according to the twenty-fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 26 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering device including a steering input device and a steering control device according to a twenty-fourth embodiment of the present invention.
図26に示した車両用ステアリング装置1は、図25に示した車両用ステアリング装置1とクラッチ機構10のステアリングハンドル2側でない出力軸を車両本体に弾性部材25を介して接続するという点が異なる。弾性部材25の設置により、転舵アクチュエータ3がストロークエンドに到達した時の車両ステアリング装置1および車両本体への衝撃を緩和することができる。上記以外の構成は、図24に示した第22の実施形態と同様である。
The
なお、上記のように操舵入力装置および操舵制御装置の複数の実施形態を記載したが、これらは共通して操舵軸5の回転速度を増速する第1減速手段9で増速された軸に反力モータ8およびクラッチ機構10を設置したものである。これにより、クラッチ機構10に作用するトルクおよび反力モータ8の必要な出力を小さくすることができる。なお、図1、図4〜図26に示す車両用ステアリング装置1は、車両の大きさや搭載スペースやステアバイワイヤシステムの方式により選択することができる。
Although a plurality of embodiments of the steering input device and the steering control device have been described as described above, these are commonly used on the shaft accelerated by the first reduction means 9 that increases the rotational speed of the
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。 Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
次に、図27を用いて、本発明の第25の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置の構成及び動作について説明する。
図27は、本発明の第25の実施形態による操舵入力装置および操舵制御装置を備えた車両用ステアリング装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration and operation of a steering input device and a steering control device according to a twenty-fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 27 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering apparatus including a steering input device and a steering control device according to a twenty-fifth embodiment of the present invention.
本実施形態では、操舵角センサ6の設置位置を反力モータ8とクラッチ機構10の間に設置し、連結軸16の回転角度を検出するようにしている。なお、操舵角センサ6の設置位置以外は、図1に示した車両用ステアリング装置1と同様である。
In this embodiment, the installation position of the
図27に示す車両用ステアリング装置1は、操舵軸5より連結軸16の回転速度が速いのでステアリングハンドル2の微少な動きに対しても操舵角センサ6で検出できるようになる。したがって、操舵角センサ6はより粗い分解能5のものを使用できるようになるので、コスト低減を図ることができる。なお、図4〜図26に示した車両用ステアリング装置1においても操舵角センサ6を連結軸16の回転角度を検出することにより、同様の効果を得ることができる。
In the
本実施形態によっても、1つの減速機構を配置することにより反力モータおよびクラッチ機構の回転速度を入力軸より速くすることができるので、反力モータとクラッチ機構の小形化を実現できる。
Also in this embodiment, the rotational speed of the reaction force motor and the clutch mechanism can be made faster than that of the input shaft by arranging one speed reduction mechanism, so that the reaction force motor and the clutch mechanism can be reduced in size.
1…車両用ステアリング装置
2…ステアリングハンドル
3…転舵アクチュエータ
4…転舵車輪
5…操舵軸
6…操舵角センサ
7…トルクセンサ
8…反力モータ
8a,8b…軸
9…第1減速手段
9a…出力軸
10…クラッチ機構
11…転舵軸
12…転舵角センサ
13…転舵モータ
14…第2減速手段
15…ラックアンドピニオン機構
16…連結軸
17…操舵アクチュエータ
24…第3減速手段
25…弾性部材
26…リンク機構
30…制御部
32…反力制御部
34…クラッチ制御部
36…転舵力制御部
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記ステアリングハンドルに接続された操舵軸と前記反力付与機構との間に設けられ、前記反力付与機構の出力回転速度を減速して前記操舵軸に伝達する変速機構と、
前記操舵軸の回転を転舵車輪に伝達する転舵機構と前記反力付与機構との間、または前記転舵機構と前記変速機構との間であって前記反力付与機構とは並列に設けられ、前記変速機構と前記転舵機構との間の回転力の伝達を断接する断接機構と
を備えることを特徴とする操舵入力装置。 A reaction force application mechanism that applies a steering load to the steering handle;
A speed change mechanism that is provided between a steering shaft connected to the steering handle and the reaction force application mechanism, and that decelerates an output rotation speed of the reaction force application mechanism and transmits the output rotation speed to the steering shaft;
Between the steering mechanism that transmits the rotation of the steering shaft to the steered wheel and the reaction force applying mechanism, or between the steering mechanism and the speed change mechanism, and provided in parallel with the reaction force applying mechanism. And a connecting / disconnecting mechanism for connecting / disconnecting transmission of rotational force between the speed change mechanism and the steering mechanism.
前記断接機構の前記転舵機構側に設けた減速機構を備えることを特徴とする操舵入力装置。 The steering input device according to claim 1, wherein
A steering input device comprising a speed reduction mechanism provided on the steering mechanism side of the connection / disconnection mechanism.
前記減速機構は、前記転舵車輪の回転角度に対する前記ステアリングハンドルの回転角度の比が12〜22の範囲になるように減速することを特徴とする操舵入力装置。 The steering input device according to claim 2, wherein
The speed reduction mechanism decelerates so that the ratio of the rotation angle of the steering wheel to the rotation angle of the steered wheel falls within a range of 12 to 22.
前記変速機構で増速した前記反力付与機構と前記断接機構の回転速度分を前記転舵機構で減速することを特徴とする操舵入力装置。 The steering input device according to claim 1, wherein
A steering input device, wherein the steering mechanism decelerates the rotational speed of the reaction force applying mechanism and the connecting / disconnecting mechanism increased by the speed change mechanism by the steering mechanism.
前記減速機構の減速比は、前記変速機構の増速分を打ち消す程度であることを特徴とする操舵入力装置。 The steering input device according to claim 2, wherein
The steering input device according to claim 1, wherein a speed reduction ratio of the speed reduction mechanism is such that an increase in speed of the speed change mechanism is canceled.
前記ステアリングハンドルの操舵角度を検出する操舵角度検出手段を、前記変速機構と前記断接機構の間に備えることを特徴とする操舵入力装置。 The steering input device according to claim 1, wherein
A steering input device comprising steering angle detection means for detecting a steering angle of the steering handle between the transmission mechanism and the connection / disconnection mechanism.
前記変速機構と前記反力付与機構と前記断接機構を同一のケース内に収容したことを特徴とする操舵入力装置。 The steering input device according to claim 1, wherein
A steering input device characterized in that the speed change mechanism, the reaction force applying mechanism, and the connection / disconnection mechanism are accommodated in the same case.
前記変速機構と前記減速機構は複数の歯車から構成されており、少なくとも1つに樹脂でできた歯車を用いたことを特徴とする操舵入力装置。 The steering input device according to claim 2, wherein
The speed change mechanism and the speed reduction mechanism are composed of a plurality of gears, and at least one of the gears made of resin is used.
前記ステアリングハンドルに接続された操舵軸と前記反力付与機構との間に設けられ、前記反力付与機構の出力回転速度を減速して前記操舵軸に伝達する変速機構と、
前記操舵軸の回転を転舵車輪に伝達する転舵機構と前記反力付与機構との間、または前記転舵機構と前記変速機構との間であって前記反力付与機構とは並列に設けられ、前記変速機構と前記転舵機構との間の回転力の伝達を断接する断接機構と、
前記転舵機構に転舵力を付与する転舵力付与機構と、
車両の運転状態に応じて前記反力付与機構および前記転舵力付与機構を制御すると共に、前記反力付与機構または前記転舵力付与機構の駆動を正常に行えるとき前記断接機構を切断し、正常に行えないとき前記断接機構を接続させる制御部と
を備えることを特徴とする操舵制御装置。 A reaction force application mechanism that applies a steering load to the steering handle;
A speed change mechanism that is provided between a steering shaft connected to the steering handle and the reaction force application mechanism, and that decelerates an output rotation speed of the reaction force application mechanism and transmits the output rotation speed to the steering shaft;
Between the steering mechanism that transmits the rotation of the steering shaft to the steered wheel and the reaction force applying mechanism, or between the steering mechanism and the speed change mechanism, and provided in parallel with the reaction force applying mechanism. A connection / disconnection mechanism for connecting / disconnecting transmission of rotational force between the transmission mechanism and the steering mechanism;
A turning force applying mechanism for applying a turning force to the turning mechanism;
The reaction force application mechanism and the turning force application mechanism are controlled according to the driving state of the vehicle, and the connection / disconnection mechanism is disconnected when the reaction force application mechanism or the steering force application mechanism can be driven normally. And a control unit that connects the connecting / disconnecting mechanism when it cannot be normally performed.
前記断接機構の前記転舵機構側に減速機構を備えることを特徴とする操舵制御装置。 The steering control device according to claim 9, wherein
A steering control device comprising a speed reduction mechanism on the steering mechanism side of the connection / disconnection mechanism.
前記転舵力付与機構は、前記断接機構と前記減速機構の間に備えることを特徴とする操舵制御装置。 The steering control device according to claim 9, wherein
The steering control device is characterized in that the turning force applying mechanism is provided between the connection / disconnection mechanism and the speed reduction mechanism.
前記変速機構と前記減速機構は複数の歯車から構成されており、少なくとも1つに樹脂でできた歯車を用いたことを特徴とする操舵制御装置。 The steering control device according to claim 10, wherein
The speed change mechanism and the speed reduction mechanism are composed of a plurality of gears, and at least one of the gears made of resin is used.
前記ステアリングハンドルに接続された操舵軸と前記反力付与機構との間に設けられ、前記反力付与機構の出力回転速度を減速して前記操舵軸に伝達する変速機構と、
前記反力付与機構の前記変速機構とは反対側の出力軸と、または前記反力付与機構とは並列に前記変速機構の出力軸と接続され、前記入力軸の回転の許容または規制を切り換える断接機構と
を備えることを特徴とする操舵入力装置。 A reaction force application mechanism that applies a steering load to the steering handle;
A speed change mechanism that is provided between a steering shaft connected to the steering handle and the reaction force application mechanism, and that decelerates an output rotation speed of the reaction force application mechanism and transmits the output rotation speed to the steering shaft;
The output shaft of the reaction force applying mechanism opposite to the speed change mechanism, or the reaction force applying mechanism is connected in parallel to the output shaft of the speed change mechanism, and the switching to allow or restrict the rotation of the input shaft is switched. A steering input device comprising a contact mechanism.
前記断接機構の前記変速機構または前記反力付与機構が接続されていない出力側部材は、車両に直接または間接的に固定されることを特徴とする操舵入力装置。 The steering input device according to claim 13, wherein
The steering input device, wherein the output side member to which the speed change mechanism or the reaction force application mechanism of the connection / disconnection mechanism is not connected is fixed directly or indirectly to the vehicle.
前記断接機構の前記変速機構または前記反力付与機構が接続されていない出力側部材は、車両に弾性部材を介して固定されることを特徴とする操舵入力装置。 The steering input device according to claim 13, wherein
The steering input device, wherein the output side member to which the speed change mechanism or the reaction force application mechanism of the connection / disconnection mechanism is not connected is fixed to the vehicle via an elastic member.
前記断接機構は、通電状態で接続することを特徴とする操舵制御装置。 The steering control device according to claim 13, wherein
The steering control device, wherein the connection / disconnection mechanism is connected in an energized state.
前記ステアリングハンドルに接続された操舵軸と前記反力付与機構との間に設けられ、前記反力付与機構の出力回転速度を減速して前記操舵軸に伝達する変速機構と、
前記反力付与機構の前記変速機構とは反対側の出力軸と、または前記反力付与機構とは並列に前記変速機構の出力軸と接続され、前記入力軸の回転の許容または規制を切り換える断接機構と、
転舵車輪に接続され且つ前記断接機構とは機械的に分離された転舵機構に転舵力を付与する転舵力付与機構と、
車両の運転状態に応じて前記反力付与機構および前記転舵力付与機構を制御すると共に、前記転舵車輪の転舵角度に応じて前記入力軸の回転の許容または規制を切り換え制御する制御部と
を備えることを特徴とする操舵制御装置。 A reaction force application mechanism that applies a steering load to the steering handle;
A speed change mechanism that is provided between a steering shaft connected to the steering handle and the reaction force application mechanism, and that decelerates an output rotation speed of the reaction force application mechanism and transmits the output rotation speed to the steering shaft;
The output shaft of the reaction force applying mechanism opposite to the speed change mechanism, or the reaction force applying mechanism is connected in parallel to the output shaft of the speed change mechanism, and the switching to allow or restrict the rotation of the input shaft is switched. Contact mechanism,
A turning force applying mechanism that applies a turning force to the turning mechanism that is connected to the turning wheels and mechanically separated from the connection and disconnection mechanism;
A control unit that controls the reaction force application mechanism and the turning force application mechanism in accordance with the driving state of the vehicle, and switches and controls the permission or restriction of the rotation of the input shaft in accordance with the turning angle of the steered wheels. A steering control device comprising:
前記制御部は、前記転舵車輪の転舵角度に応じて前記断接機構の接続/切断を切り換えることを特徴とする操舵制御装置。 The steering control device according to claim 17, wherein
The said control part switches connection / disconnection of the said connection / disconnection mechanism according to the steering angle of the said steering wheel, The steering control apparatus characterized by the above-mentioned.
前記制御部は、前記転舵車輪が所定の転舵角度以上の場合に前記断接機構を接続することを特徴とする操舵制御装置。 The steering control device according to claim 17, wherein
The said control part connects the said connection / disconnection mechanism when the said steering wheel is more than a predetermined turning angle, The steering control apparatus characterized by the above-mentioned.
前記制御部は、操舵入力装置がシステムOFF状態の時、前記断接機構を接続することを特徴とする操舵制御装置。 The steering input device according to claim 17, wherein
The said control part connects the said connection / disconnection mechanism, when a steering input device is a system OFF state, The steering control apparatus characterized by the above-mentioned.
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