JP2012201334A - Steering device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用操舵装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus.
車両用操舵装置には、ステアリングホイールの位置を調整するためのチルト調整機構や、テレスコピック調整機構(テレスコ調整機構)を備えているものがある(例えば、特許文献1〜3参照)。特許文献1の車両用操舵装置は、自在継手を介して連結された第1および第2軸部を有するステアリングシャフトと、チルト軸を介して連結された第1および第2コラム部を有するステアリングコラムと、を含んでいる。第1コラム部および第2コラム部は、それぞれ、第1および第2軸部を支持している。
Some vehicle steering devices include a tilt adjustment mechanism for adjusting the position of a steering wheel and a telescopic adjustment mechanism (telescopic adjustment mechanism) (see, for example,
チルト調整機構は、2つのコラム部のうち、ステアリングホイール側の第1コラム部を、転舵機構側の第2コラム部に対して揺動するように構成されている。これにより、ステアリングホイールの上下方向(チルト軸回り)の位置が調整される。
テレスコ調整機構は、第1コラム部、および第1コラム部に支持された第1軸部を車両前後方向に変位させることで、ステアリングホイールの前後方向の位置を変更する。
The tilt adjustment mechanism is configured to swing the first column part on the steering wheel side of the two column parts with respect to the second column part on the steering mechanism side. Thereby, the position of the steering wheel in the vertical direction (around the tilt axis) is adjusted.
The telescopic adjustment mechanism changes the position of the steering wheel in the front-rear direction by displacing the first column part and the first shaft part supported by the first column part in the vehicle front-rear direction.
また、特許文献2,3に記載されているように、ステアリングホイールを上向きに跳ね上げることを可能にしている構成が知られている。例えば、特許文献2では、第1軸部を第2軸部に対して上向きに変位させることにより、ステアリングホイールを上向きに跳ね上げるようになっている。このように、第1軸部を第2軸部に対して上向きに跳ね上げることで、運転席のシート周辺の空間を広くできる。これにより、運転者が車両を乗り降りする際にステアリングホイールが邪魔にならないようにできる。
Further, as described in
特許文献3では、ステアリングホイールが上向きに跳ね上げられた位置にあるときのステアリングシャフトにピンを差し込む構成となっている。これにより、ステアリングホイールの回転のロックを通じて、車両の駐車時の盗難を抑制している。ピンは、車体に固定されている。
また、ステアリングシャフトには、例えば、特許文献4に記載のブラシレスモータの動力が、操舵補助力として付与される。
In
Further, for example, the power of the brushless motor described in Patent Document 4 is applied to the steering shaft as a steering assist force.
チルト調整機構と、テレスコ調整機構と、ステアリングホイールを上向きに跳ね上げることが可能な跳ね上げ機構と、ステアリングホイールの回転をロックするロック機構という、4つの機構を備える車両用操舵装置は、部品点数が多いので、大型化してしまう。
また、特許文献3のように、ステアリングホイールの回転をロックするためのピンを車体に取り付けると、ピンがステアリングコラムから遠い位置に配置される結果、ロック機構が占めるスペースが大きくなってしまう。しかしながら、車両用操舵装置は、車両のダッシュボード下等の狭いスペースに配置されるので、ロック機構が占めるスペースが大きくなるのは好ましくない。
A vehicle steering apparatus including four mechanisms, that is, a tilt adjustment mechanism, a telescopic adjustment mechanism, a flip-up mechanism capable of jumping up the steering wheel, and a lock mechanism that locks the rotation of the steering wheel, Since there are many, it will enlarge.
Further, when a pin for locking the rotation of the steering wheel is attached to the vehicle body as in
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、ステアリングホイール等の操舵部材のチルト位置調整、テレスコピック位置調整、跳ね上げ、および回転ロックが可能な車両用操舵装置において、小型化を達成することを目的とする。 The present invention has been made under such a background, and achieves downsizing in a vehicle steering apparatus capable of adjusting the tilt position of a steering member such as a steering wheel, telescopic position adjustment, flip-up, and rotation lock. For the purpose.
上記目的を達成するため、本発明は、操舵部材(2)に連結された第1シャフト(11)、および前記第1シャフトに自在継手(15)を介して連結された第2シャフト(12)を含むステアリングシャフト(3)と、前記第1シャフトを取り囲む第1チューブ(21)、前記第2シャフトを取り囲む第2チューブ(22)、および前記第2チューブに対して前記第1チューブを揺動可能に連結するチルト軸(26)を含むステアリングコラム(20)と、第1電動モータ(31)を含み、この第1電動モータの動力によって前記第1シャフトおよび前記第1チューブを前記チルト軸回りに変位させるためのチルト調整機構(30)と、第2電動モータ(41)を含み、この第2電動モータの動力によって前記第1シャフトおよび前記第1チューブを、前記第2シャフトの軸方向に沿うテレスコピック方向(D2)に変位させるためのテレスコ調整機構(40)と、前記第2シャフトに対する前記第1シャフトの傾き角(θ)が所定角度(θ10)で、且つ前記テレスコピック方向に関する前記第1シャフトの位置が所定位置にあるときに前記第1シャフトの回転を規制する規制部(46)と、を備え、前記規制部は、前記ステアリングコラムに支持されていることを特徴とする車両用操舵装置(1)を提供する(請求項1)。 To achieve the above object, the present invention provides a first shaft (11) connected to a steering member (2) and a second shaft (12) connected to the first shaft via a universal joint (15). A steering shaft (3) including: a first tube (21) surrounding the first shaft; a second tube (22) surrounding the second shaft; and swinging the first tube relative to the second tube A steering column (20) including a tilt shaft (26) that can be connected and a first electric motor (31) are provided, and the first shaft and the first tube are rotated around the tilt axis by the power of the first electric motor. And a second electric motor (41), and the first shaft and the first shaft are driven by the power of the second electric motor. A telescopic adjustment mechanism (40) for displacing the probe in a telescopic direction (D2) along the axial direction of the second shaft, and an inclination angle (θ) of the first shaft with respect to the second shaft is a predetermined angle ( θ10) and a restricting portion (46) for restricting the rotation of the first shaft when the position of the first shaft in the telescopic direction is at a predetermined position, and the restricting portion is provided on the steering column. Provided is a vehicle steering device (1) that is supported.
本発明によれば、チルト調整機構およびテレスコ調整機構が設けられている。これにより、操舵部材の位置を、チルト軸回りのチルト方向、およびテレスコピック方向に調整できる。また、第1電動モータの駆動によって、第1シャフトおよび操舵部材をチルト軸回りに上向きに変位させることにより、操舵部材を上向きに跳ね上げることができる。さらに、第2シャフトに対する第1シャフトの傾き角が所定角度で(操舵部材が跳ね上げ状態にあり)、且つ、テレスコピック方向に関して第1シャフトが所定位置にあるとき、規制部は、第1シャフトおよび操舵部材の回転を規制(回転ロック)できる。この規制部は、ステアリングコラムに支持されているので、規制部およびステアリングコラムを全体としてコンパクトに配置できる。よって、車両用操舵装置の小型化を実現できる。しかも、操舵部材が跳ね上げられているときに、すなわち、操舵部材が運転者の乗り降り動作に邪魔にならない位置にあるときに、操舵部材の回転を規制できる。したがって、運転者が車両に対して乗り降りするという、操舵部材の回転を規制することが好ましいときに、確実に操舵部材の回転を規制できる。 According to the present invention, a tilt adjustment mechanism and a telescopic adjustment mechanism are provided. Thereby, the position of the steering member can be adjusted in the tilt direction around the tilt axis and in the telescopic direction. Further, by driving the first electric motor, the first shaft and the steering member are displaced upward around the tilt axis, so that the steering member can be flipped upward. Further, when the inclination angle of the first shaft with respect to the second shaft is a predetermined angle (the steering member is in a flipped-up state) and the first shaft is in a predetermined position with respect to the telescopic direction, the restricting portion includes the first shaft and The rotation of the steering member can be restricted (rotation locked). Since the restricting portion is supported by the steering column, the restricting portion and the steering column can be arranged compactly as a whole. Therefore, it is possible to reduce the size of the vehicle steering device. In addition, the rotation of the steering member can be restricted when the steering member is being flipped up, that is, when the steering member is in a position that does not interfere with the driver's getting on and off operation. Therefore, when it is preferable to restrict the rotation of the steering member that the driver gets on and off the vehicle, the rotation of the steering member can be reliably restricted.
また、本発明において、前記ステアリングコラムは、前記第2チューブが前記テレスコピック方向に相対移動可能に嵌合される第3チューブ(23)を含み、前記テレスコ調整機構の前記第2電動モータは、前記第3チューブに支持され、前記テレスコ調整機構は、前記テレスコピック方向に沿って延び前記第2電動モータによって回転される雄ねじ部(44)と、この雄ねじ部に螺合し前記第2チューブに固定される雌ねじ部(45)と、を含み、前記雄ねじ部の先端に前記規制部が配置されている場合がある(請求項2)。 In the present invention, the steering column includes a third tube (23) in which the second tube is fitted so as to be relatively movable in the telescopic direction, and the second electric motor of the telescopic adjustment mechanism is Supported by a third tube, the telescopic adjustment mechanism extends along the telescopic direction and is rotated by the second electric motor, and is screwed into the male screw and fixed to the second tube. A female screw portion (45), and the restricting portion may be disposed at the tip of the male screw portion (claim 2).
この場合、ねじ機構を用いた簡易で部品点数の少ない構成でテレスコ調整機構を実現できる。また、雄ねじ部および規制部を一部品で構成できる。これにより、部品点数の更なる低減を通じて車両用操舵装置の小型化を実現できる。
また、本発明において、前記第1および第2電動モータを制御する制御部(62)をさらに備え、前記制御部は、車両の電源がオフされることに応答して、前記第1シャフトの前記傾き角が前記所定角度になるように前記第1電動モータを駆動させ、且つ、前記テレスコピック方向に関する前記第1シャフトの位置が前記所定位置になるように前記第2電動モータを駆動させる場合がある(請求項3)。
In this case, the telescopic adjustment mechanism can be realized with a simple configuration using a screw mechanism and a small number of parts. Further, the male screw portion and the restricting portion can be constituted by one part. As a result, the vehicle steering device can be downsized through further reduction in the number of parts.
Further, in the present invention, a control unit (62) for controlling the first and second electric motors is further provided, and the control unit responds to the vehicle power being turned off in response to the vehicle power being turned off. In some cases, the first electric motor is driven so that an inclination angle becomes the predetermined angle, and the second electric motor is driven so that the position of the first shaft in the telescopic direction is the predetermined position. (Claim 3).
この場合、運転者が車両を乗り降りする際に、運転者が操舵部材に関して特別な操作を行うことなく、自動的に、操舵部材の跳ね上げ動作、および前方への動作を行うことができる。これにより、車両の電源がオフされることに応答して、操舵部材を運転者の邪魔にならない位置に自動的に退避させることができる。このように、運転者の車両の乗り降り動作をより容易にできる結果、高級車への搭載にふさわしい車両用操舵装置を実現できる。しかも、操舵部材の退避動作に伴って、規制部に、第1シャフトを結合させることができる。これにより、規制部を第1シャフトに係合させるための専用のアクチュエータ(ソレノイドや電動モータ等)が不要となり、部品点数を少なくできる。その結果、車両用操舵装置の小型化および製造コストの更なる低減を実現できる。 In this case, when the driver gets on and off the vehicle, the driver can automatically perform the jumping-up operation and the forward operation without performing any special operation on the steering member. Thus, in response to the vehicle power being turned off, the steering member can be automatically retracted to a position that does not interfere with the driver. Thus, as a result of the driver's vehicle getting on and off being made easier, a vehicle steering apparatus suitable for mounting on a luxury vehicle can be realized. Moreover, the first shaft can be coupled to the restricting portion as the steering member is retracted. This eliminates the need for a dedicated actuator (solenoid, electric motor, etc.) for engaging the restricting portion with the first shaft, and reduces the number of parts. As a result, the vehicle steering device can be downsized and the manufacturing cost can be further reduced.
また、本発明において、前記ステアリングシャフトに操舵補助力を付与するための第3電動モータ(51)と、前記第1および第2電動モータには第1給電経路(65)を介して接続され、前記第3電動モータには第2給電経路(66)を介して接続され、前記制御部によって制御される駆動回路(61)と、前記第1給電経路を開閉するための第1スイッチ(67A,67B,69A,69B)と、前記第2給電経路を開閉するための第2スイッチ(64A,64B)と、をさらに備えている場合がある(請求項4)。
In the present invention, a third electric motor (51) for applying a steering assist force to the steering shaft, and the first and second electric motors are connected via a first power supply path (65), A drive circuit (61) connected to the third electric motor via a second power supply path (66) and controlled by the controller, and a first switch (67A, 67) for opening and closing the first
この場合、第1スイッチをオンにし、且つ第2スイッチをオフにすることで、第1給電経路を介して駆動回路から第1および第2電動モータに電流を流すことができる。これにより、チルト調整機構およびテレスコ調整機構を駆動することができる。
一方、第1スイッチをオフにし、且つ第2スイッチをオンにすることで、第2給電経路を介して駆動回路から第3電動モータに電流を流すことができる。これにより、第3電動モータによって操舵補助力を発生することができる。つまり、1つの駆動回路によって、操舵部材の位置調整用の第1および第2電動モータと、操舵補助用の第3電動モータと、を駆動することが可能となる。このため、これらの電動モータを駆動するために必要なFET等のスイッチング素子の数を低減させることができる。よって、車両用操舵装置の部品点数をより少なくできる。また、3つの電動モータを1つの駆動回路で制御できる。その結果、制御装置の小型化を通じて車両用操舵装置の更なる小型化を達成できる。
In this case, by turning on the first switch and turning off the second switch, current can flow from the drive circuit to the first and second electric motors via the first power feeding path. Thereby, the tilt adjustment mechanism and the telescopic adjustment mechanism can be driven.
On the other hand, when the first switch is turned off and the second switch is turned on, a current can flow from the drive circuit to the third electric motor via the second power feeding path. Thereby, a steering assist force can be generated by the third electric motor. That is, it is possible to drive the first and second electric motors for adjusting the position of the steering member and the third electric motor for assisting steering by one drive circuit. For this reason, the number of switching elements such as FETs required for driving these electric motors can be reduced. Therefore, the number of parts of the vehicle steering device can be further reduced. In addition, the three electric motors can be controlled by one drive circuit. As a result, further downsizing of the vehicle steering device can be achieved through downsizing of the control device.
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。 In addition, in the above, the numbers in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.
本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
<車両用操舵装置の全体構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る位置調整式の車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。なお、以下では、前後、左右および上下については、車両の前後、左右および上下についていうものとする。
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<Overall configuration of vehicle steering system>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a position-adjustable vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. In the following, front and rear, left and right, and top and bottom refer to front and rear, left and right, and top and bottom of a vehicle.
図1を参照して、車両用操舵装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2が連結された一端3aを有するステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3の他端3bに自在継手4を介して連結された中間軸5と、中間軸5に自在継手6を介して連結されたピニオン軸7と、転舵軸としてのラック軸8と、を備えている。ピニオン軸7の下端部近傍には、ピニオン7aが形成されている。ラック軸8は、ピニオン7aに噛み合うラック8aを有している。
Referring to FIG. 1, a
ピニオン軸7およびラック軸8を含むラックアンドピニオン機構によって、転舵機構A1が構成されている。ラック軸8は、車体側部材9に固定されたラックギヤハウジング10によって、車両の左右方向に沿う軸方向(紙面とは直交する方向)に移動可能に支持されている。ラック軸8の各端部は、図示していないが、対応するタイロッドおよび対応するナックルアームを介して対応する転舵輪に連結されている。
A steering mechanism A1 is configured by a rack and pinion mechanism including the
ステアリングシャフト3は、第1シャフト11と、第2シャフト12と、第3シャフト13と、第4シャフト14と、を含んでいる。第1シャフト11の後端には、操舵部材2が一体回転可能に連結されている。
図1および図2に示すように、第1シャフト11の前端部は、自在継手15を介して、第2シャフト12の後端部に回転伝達可能に連結されている。これにより、第1シャフト11は、第2シャフト12に対して、後述するチルト軸26回り(チルト方向D1)に対して揺動可能に構成されている。自在継手15は、例えば、カルダンジョイントである。自在継手15の中心は、チルト軸26の中心軸線上に位置している。
The steering
As shown in FIGS. 1 and 2, the front end portion of the first shaft 11 is connected to the rear end portion of the
図1を参照して、第2シャフト12の前端部は、第3シャフト13の後端部にスプライン結合している。これにより、第2シャフト12および第1シャフト11は、第3シャフト13に対して、第2シャフト12の軸方向に沿うテレスコピック方向D2に変位可能である。第3シャフト13の前端部は、トーションバー16を介して、第4シャフト14の後端部に回転伝達可能に連結されている。第4シャフト14の前端部には、自在継手4が連結されている。
Referring to FIG. 1, the front end portion of the
車両用操舵装置1は、ステアリングコラム20と、チルト調整機構30と、テレスコピック調整機構40と、操舵補助機構50と、ECU(Electronic ControlUnit :電子制御ユニット。制御装置)18と、をさらに備えている。なお、以下では、「テレスコピック」を単に「テレスコ」と略する。
ステアリングコラム20は、ステアリングシャフト3を回転可能に支持するために設けられている。ステアリングコラム20は、第1チューブ21と、第2チューブ22と、第3チューブ23と、ギヤハウジング24と、を含んでいる。
The
The steering column 20 is provided to rotatably support the
第1チューブ21は、第1シャフト11を取り囲む環状に形成されている。第1チューブ21は、第1軸受251を介して第1シャフト11を、回転可能に且つ第1シャフト11の軸方向に相対移動不能に支持している。第1チューブ21の上部には、挿通孔21aが形成されている。この挿通孔21aは、テレスコ調整機構40の後述する規制部46を挿通可能に構成されている。
The
図1および図2に示すように、第1チューブ21の前端部は、チルト軸26を介して第2チューブ22の後端部に回転可能に連結されている。チルト軸26は、例えば、左右一対設けられている。第1チューブ21の右部および第2チューブ22の右部がチルト軸26(26a)を介して互いに連結され、且つ、第1チューブ21の左部および第2チューブ22の左部がチルト軸26(26b)を介して互いに連結されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the front end portion of the
チルト軸26は、車両の左右方向と平行に延びている。これにより、第1チューブ21は、第2チューブ22に対して、チルト軸26回りのチルト方向D1の揺動が可能である。また、第1シャフト11は、第2シャフト12に対してチルト方向D1に揺動可能である。
図1を参照して、第2チューブ22は、第2シャフト12を取り囲む環状に形成されている。第2チューブ22は、第2軸受252を介して、第2シャフト12を回転可能に且つテレスコ方向D2に一体移動可能に支持している。第2チューブ22の前部は、第3チューブ23に外側から嵌合している。第3チューブ23は、第2シャフト12および第3シャフト13を取り囲む環状に形成されている。第3チューブ23は、第2チューブ22を、テレスコ方向D2に移動可能に支持している。第3チューブ23は、第3軸受253を介して第3シャフト13を回転可能に支持している。ギヤハウジング24は、ブラケット27を介して車体側部材9に固定されている。
The
With reference to FIG. 1, the
ギヤハウジング24は、第3チューブ23に対して車両前方に配置されている。ギヤハウジング24は、第4軸受254を介して第4シャフト14を回転可能に支持している。
チルト調整機構30は、操舵部材2の位置をチルト方向D1に関して調整するために設けられている。チルト調整機構30は、ブラシモータ等の第1電動モータ31と、第1運動変換機構32と、リンク部材33と、を含んでいる。第1電動モータ31のハウジング31aは、第2チューブ22の下部に固定されている。第1電動モータ31の出力軸31bは、第1電動モータ31のハウジング31aから車両後方に向けて延びており、テレスコ方向D2と平行である。第1電動モータ31のハウジング31a内には、第1回転位置センサ34が設けられている。第1回転位置センサ34は、例えば、ロータリーエンコーダであり、第1電動モータ31の出力軸31bの回転位置を検出するように構成されている。
The gear housing 24 is disposed in front of the vehicle with respect to the
The
第1運動変換機構32は、第1電動モータ31の出力軸31bの回転を、テレスコ方向D2と平行な方向の直線変位に変換するために設けられている。第1運動変換機構32は、第1雄ねじ部35と、第1雌ねじ部36と、を含んでいる。第1雄ねじ部35は、第1電動モータ31の出力軸31bに一体回転可能に連結されている。第1雌ねじ部36は、第1雄ねじ部35に螺合している。
The first
リンク部材33は、真っ直ぐな棒状に形成されている。リンク部材33の一端部は、ピン部材37を介して第1雌ねじ部36に回転可能に連結されている。リンク部材33の他端部は、ピン部材38を介して第1チューブ21の下部に回転可能に連結されている。
テレスコ調整機構40は、操舵部材2の位置をテレスコ方向D2に関して調整するために設けられている。テレスコ調整機構40は、ブラシモータ等の第2電動モータ41と、第2運動変換機構42と、を含んでいる。第2電動モータ41のハウジング41aは、第3チューブ23の上部に固定されており、第3チューブ23によって支持されている。第2電動モータ41の出力軸41bは、第2電動モータ41のハウジング41aから車両後方に向けて延びており、テレスコ方向D2と平行である。第2電動モータ41のハウジング41a内には、第2回転位置センサ43が設けられている。第2回転位置センサ43は、例えば、ロータリーエンコーダであり、第2電動モータ41の出力軸41bの回転位置を検出するように構成されている。
The
The
第2運動変換機構42は、第2電動モータ41の出力軸41bの回転を、テレスコ方向D2と平行な方向の直線変位に変換するために設けられている。第2運動変換機構42は、第2雄ねじ部44と、第2雌ねじ部45と、を含んでいる。第2雄ねじ部44は、テレスコ方向D2に沿って延びている。
第2雄ねじ部44は、テレスコ方向D2に沿って延びており、第2電動モータ41の出力軸41bに一体回転可能に連結されている。第2雌ねじ部45は、第2雄ねじ部44に螺合している。第2雌ねじ部45は、第2チューブ22の上部に固定されており、第2チューブ22とテレスコ方向D2に一体移動可能である。
The second
The second
第2雄ねじ部44の先端部(後端部)には、規制部46が形成されている。規制部46は、第1シャフト11に係合することで第1シャフト11の回転を規制する。これにより、操舵部材2の回転をロック可能であり、車両を駐車しているときの車両盗難を抑制できるようにしている。規制部46は、第2雄ねじ部44、および第2電動モータ41を介して、第3チューブ23に支持されている。なお、規制部46は、ステアリングコラム20に支持され、且つ、第1シャフト11に係合することで第1シャフト11の回転を規制できる構成であればよく、具体的な形状は限定されない。
A restricting
操舵補助機構50は、ステアリングシャフト3に付与する操舵補助力を発生するための第3電動モータ51と、減速機構52と、トルクセンサ53と、を含んでいる。
第3電動モータ51は、例えば、三相ブラシレスモータである。第3電動モータ51のハウジング51aは、ギヤハウジング24に固定されている。第3電動モータ51のハウジング51a内には、第3回転位置センサ54が設けられている。第3回転位置センサ54は、例えば、レゾルバであり、第3電動モータ51の出力軸51bの回転位置を検出するように構成されている。
The
The third
減速機構52は、ギヤハウジング24に収容されている。減速機構52は、第3電動モータ51のトルクを増幅してステアリングシャフト3に伝達するために設けられている。減速機構52は、例えば、ウォーム減速機構であり、ウォーム軸55と、ウォームホイール56と、を含んでいる。ウォーム軸55は、第3電動モータ51の出力軸51bに一体回転可能に連結されている。ウォームホイール56は、ウォーム軸55に噛み合い、且つ、第4シャフト14に一体回転可能に連結されている。
The
トルクセンサ53は、ギヤハウジング24に収容されている。トルクセンサ53は、トーションバー16のねじれに応じた第3シャフト13および第4シャフト14の相対回転量を検出するように構成されている。これにより、トルクセンサ53は、操舵部材2に付与されたトルクを検出する。トルクセンサ53は、トルク検出信号をECU18に出力するように構成されている。
The
ECU18は、チルト方向D1に関する操舵部材2の位置(以下、操舵部材2のチルト位置ともいう)、テレスコ方向D2に関する操舵部材2の位置(以下、操舵部材2のテレスコ位置ともいう)、転舵機構A1に付与される操舵補助力、および操舵部材2の回転ロックについて制御するために設けられている。
ECU18は、例えば、第3チューブ23に取り付けられている。ECU18は、トルクセンサ53に接続されている。また、ECU18は、第1〜第3電動モータ31,41,51のそれぞれに接続されており、これらの電動モータ31,41,51の駆動を制御する。また、ECU18には、車両に設けられた車速センサ57が接続されている。
The
The
ECU18は、車速センサ57によって検出された車両の速度信号が入力されるように構成されている。また、例えば、第3チューブ23には、操舵部材2の位置を調整するための操作スイッチ58が設けられている。この操作スイッチ58は、運転者によって操作されるスイッチであり、ECU18に接続されている。運転者が車両を運転しているときは、予め操作スイッチ58の操作によって設定されたチルト位置およびテレスコ位置に、操舵部材2が位置している。
<車両用操舵装置1の主な動作の説明>
次に、車両用操舵装置1における、(1)操舵補助動作、(2)操舵部材2のチルト位置の調整、(3)操舵部材2のテレスコ位置の調整、(4)および操舵部材2の回転ロック動作のそれぞれ、について説明する。
The
<Description of Main Operations of
Next, in the
まず、(1)操舵補助動作について説明する。運転者が操舵部材2を回転操作することにより、ステアリングシャフト3には、操舵トルクが付与される。これにより、ステアリングシャフト3のトーションバー16が所定の範囲内でねじれ、第3および第4シャフト13,14の互いの対向端部が相対回転する。この相対回転量がトルクセンサ53で検出される。このトルクセンサ53のトルク検出結果や車速センサ57の車速検出結果に基づいて、ECU12は、第3電動モータ51を制御する。具体的には、ECU18では、トルクと目標アシスト量との関係を車速毎に記憶したマップを用いて目標アシスト量を決定し、第3電動モータ51の発生するアシスト量を目標アシスト量に近づけるように制御する。
First, (1) steering assist operation will be described. A steering torque is applied to the
次に、(2)操舵部材2のチルト位置の調整について説明する。運転者によって操作スイッチ58が操作されることにより、操舵部材2のチルト位置を調整するための信号が、ECU18に入力されると、ECU18は、第1電動モータ31を駆動させる。その結果、第1電動モータ51の出力軸51b、および第1雄ねじ部35が回転する。第1雄ねじ部35の回転に伴い、第1雌ねじ部36は、テレスコピック方向D2と平行な方向に変位する。この第1雄ねじ部35の変位に伴い、リンク部材33が変位する。
Next, (2) adjustment of the tilt position of the steering
これにより、図3に示すように、リンク部材33は、第1チューブ21をチルト軸26回りに変位させる。これに伴い、第1チューブ21、第1シャフト11および操舵部材2は、チルト軸26回りのチルト方向D1に一体的に変位される。すなわち、操舵部材2のチルト位置が調整される。
次に、(3)操舵部材2のテレスコ位置の調整について説明する。運転者によって操作スイッチ58が操作されることにより、操舵部材2のテレスコ位置を調整するための信号がECU18に入力されると、ECU18は、第2電動モータ41を駆動させる。これにより、第2電動モータ41の出力軸41bおよび第2雄ねじ部44は回転する。
Thereby, as shown in FIG. 3, the
Next, (3) adjustment of the telescopic position of the steering
第2雄ねじ部44の回転に伴い、第2雌ねじ部45が第2雄ねじ部44の軸方向(テレスコ方向D2)に変位する。この第2雄ねじ部44の変位に伴い、第2チューブ22、第1チューブ21、第2シャフト12、第1シャフト11、および操舵部材2がテレスコ方向D2に変位する。すなわち、操舵部材2のテレスコ方向D2の位置が調整される。
図1を参照して、次に、(4)操舵部材2の回転をロックさせる動作について説明する。例えば、運転者がイグニションキーを操作することにより、車両の電源をオフにする操作が行われると、ECU18は、第1電動モータ31および第2電動モータ41を駆動する。
As the second
With reference to FIG. 1, next, (4) operation | movement which locks rotation of the steering
具体的には、図3に示すように、チルト位置調整のときと同様に、第1電動モータ31が駆動することに伴い、操舵部材2は、チルト軸26回りに上方に変位される。このとき、ECU18は、第1回転位置センサ34からの信号を読み込むことで、第1電動モータ31の出力軸31bの位置(チルト方向D1に関する操舵部材2の位置)を検出している。図3に示すように、第2シャフト12に対する第1シャフト11の傾き角θが所定角度θ10になると、ECU18は、第1電動モータ31の駆動を停止させる。
Specifically, as shown in FIG. 3, the steering
また、ECU18は、テレスコ位置調整のときと同様に、第2電動モータ41を駆動することで、第1シャフト11および操舵部材2をテレスコ方向D2に沿って車両前方側に前進させる。このとき、ECU18は、第2回転位置センサ43からの信号を読み込むことで、第2電動モータ41の出力軸41bの位置(テレスコ方向D2に関する操舵部材2の位置)を検出している。
Similarly to the telescopic position adjustment, the
操舵部材2、第1シャフト11および第1チューブ21が車両前方に変位することに伴い、第2雄ねじ部44の先端の規制部46は、第1チューブ21の挿通孔21aを挿通する。第1シャフト11がさらに車両前方に変位することにより、テレスコ方向D2に関して第1シャフト11が所定位置に到達すると、規制部46は、第1シャフト11に係合する。これにより、規制部46は、第1シャフト11の回転を規制する。その結果、操舵部材2の回転ロックが達成される。
<車両用操舵装置1の主要部の電気的な構成>
図4は、ECU18の主要部の電気的構成を示す概略図である。
As the steering
<Electrical Configuration of Main Part of
FIG. 4 is a schematic diagram showing an electrical configuration of a main part of the
ECU18は、各電動モータ31,41,51の駆動電力を生成する駆動回路61と、駆動回路61を制御するための制御部62とを備えている。制御部62は、CPU(中央処理装置)と、このCPUの動作プログラム等を記憶したメモリ(ROM,RAM、書き換え可能な不揮発性メモリ等)とを含むマイクロコンピュータで構成されている。
駆動回路61は、第3電動モータ51(三相ブラシレスモータ)を駆動するために使用される三相ブリッジインバータ回路である。この実施形態では、第3電動モータ51を駆動するための駆動回路61が、第2電動モータ41および第1電動モータ31を駆動するための駆動回路としても使用される。
The
The
この駆動回路61では、第3電動モータ51のU相に対応した一対の電界効果トランジスタFET1,FET2の直列回路と、V相に対応した一対の電界効果トランジスタFET3,FET4の直列回路と、W相に対応した一対の電界効果トランジスタFET5,FET6の直列回路とが、直流電源73と接地との間に並列に接続されている。
第3電動モータ51のU相界磁コイル63Uは、U相に対応した一対のFET1,FET2の間の接続点に接続されている。第3電動モータ51のV相界磁コイル63Vは、EPS用リレー64Aを介して、V相に対応した一対のFET3,FET4の間の接続点に接続されている。第3電動モータ51のW相界磁コイル63Wは、EPS用リレー64Bを介して、W相に対応した一対のFET5,FET6の間の接続点に接続されている。
In this
The
EPS用リレー64A,64Bは、本発明の第2スイッチを構成している。また、第3電動モータ51は、第2給電経路66を介して駆動回路61に接続されている。EPS用リレー64A,64Bは、第2給電経路66に配置されており、第2給電経路66を開閉可能である。
第2電動モータ41の正極側端子(+)は、第1テレスコ用リレー67Aを介して、FET1,FET2の間の接続点に接続されている。第2電動モータ41の負極側端子(−)は、第2テレスコ用リレー67Bを介して、FET3,FET4の間の接続点に接続されている。
The EPS relays 64A and 64B constitute the second switch of the present invention. The third
The positive terminal (+) of the second
この実施形態では、第2電動モータ41が正転方向に回転されると操舵部材2がテレスコ方向D2に沿って車両後方に移動し、第2電動モータ41が逆転方向に回転されると操舵部材2がテレスコ方向D2に沿って車両前方に移動する。
第1電動モータ31の正極側端子(+)は、第1チルト用リレー69Aを介して、FET5,FET6の間の接続点に接続されている。第1電動モータ31の負極側端子(−)は、第2チルト用リレー69Bを介して、FET3,FET4の間の接続点に接続されている。
In this embodiment, when the second
The positive terminal (+) of the first
リレー67A,67B,69A,69Bは、本発明の第1スイッチを構成している。また、第1および第2電動モータ31,41は、第1給電経路65を介して駆動回路61に接続されている。リレー67A,67B,69A,69Bは、第1給電経路65に配置されており、第1給電経路65を開閉可能である。
この実施形態では、第1電動モータ31が正転方向に回転されると操舵部材2がチルト方向D1に沿って上方に移動し、第1電動モータ31が逆転方向に回転されると操舵部材2がチルト方向D1に沿って下方に移動する。チルト用リレー69A,69Bとテレスコ用リレー67A,67Bとを総称して、「位置調整用リレー」という場合がある。
In this embodiment, when the first
FET2,FET4およびFET6と接地とを接続するための接続線には、第3電動モータ51のV相、W相およびU相の相電流IV,IW,IUを検出するための電流センサ70V,70W,70Uがそれぞれ設けられている。これらの電流センサ70V,70W,70Uは、第2電動モータ41や第1電動モータ31に流れる電流を検出する。これらの電流センサ70V,70W,70Uは、制御部12に接続されている。
また、制御部12には、車内LAN(CAN:Controller Area Network)74が接続されている。車内LAN74には、トルクセンサ53、車速センサ57、および操作スイッチ58等が接続されている。
操作スイッチ58は、位置調整キー71と、メモリ制御キー72とを備えている。位置調整キー71は、運転者による位置調整キー71の操作により、操舵部材2のチルト位置調整およびテレスコ位置調整の少なくとも一方を実行する指令信号を生成するように構成されている。この指令信号は、制御部62に入力される。
In addition, an in-vehicle LAN (CAN: Controller Area Network) 74 is connected to the
The
メモリ制御キー72は、操舵部材2の現在位置(第2電動モータ41の出力軸41bの回転位置および第1電動モータ31の出力軸31bの回転位置)を不揮発性メモリに記憶させたり、不揮発性メモリに記憶されている位置まで操舵部材2の位置を自動的に移動させたりするために使用されるキーである。
制御部12は、電流センサ70U,70V,70W、回転位置センサ34,43,54、トルクセンサ53、車速センサ57、および操作スイッチ58等からの入力信号に基づいて、リレー64A,64B,67A,67B,69A,69Bおよび駆動回路61のFET1〜FET6を制御する。
The
Based on the input signals from the
制御部12は、常時は、第3電動モータ51を制御する。制御部12は、例えば、車両の停止時に操作スイッチ58が操作されたことに伴い、第3電動モータ51の制御を中断する。そして、操作されたキーに対応した第2電動モータ41および第1電動モータ31を駆動させる。
なお、操舵部材2を変位させるときには、制御部62の制御によって、EPS用リレー64A,64Bはオフにされ、テレスコ用リレー67A,67Bおよびチルト用リレー69A,19Bはオンにされる。
<操舵部材2のチルト位置調整時の制御>
図5は、操舵部材2のチルト位置調整について説明するための電気回路図であり、図5(a)は、第1電動モータ31を正転方向に回転させるときの動作を示しており、図5(b)は、第1電動モータ31を逆転方向に回転させるときの動作を示している。
The
When the steering
<Control when adjusting the tilt position of the steering
FIG. 5 is an electric circuit diagram for explaining the tilt position adjustment of the steering
図5(a)を参照して、操作スイッチ58が操作されることに伴い、操舵部材2のチルト位置を調整する際において、第1電動モータ31を正転方向に回転させる場合、制御部62は、FET4,5をオンにする。このとき、電源73から、FET5、第1チルト用リレー69A、第1電動モータ31、第2チルト用リレー69BおよびFET4を通って、接地へと電流が流れる。これにより、第1電動モータ31の正極側端子(+)に正電圧が印加されるので、第1電動モータ31は、正転方向に回転する。
Referring to FIG. 5A, when adjusting the tilt position of the steering
図5(b)を参照して、一方、第1電動モータ31を逆転方向に回転させる場合、制御部62は、FET3,6をオンにする。したがって、電源73から、FET3、第2チルト用リレー69B、第1電動モータ31、第1チルト用リレー69AおよびFET6を通って、接地へと電流が流れる。これにより、第1電動モータ31の負極側端子に正電圧が印加されるので、第1電動モータ31は、逆転方向に回転する。
<操舵部材2のテレスコ位置調整時の制御>
図6は、操舵部材2のテレスコ位置調整について説明するための電気回路図であり、図6(a)は、第2電動モータ41を正転方向に回転させるときの動作を示しており、図6(b)は、第2電動モータ41を逆転方向に回転させるときの動作を示している。
Referring to FIG. 5B, on the other hand, when the first
<Control when adjusting the telescopic position of the steering
FIG. 6 is an electric circuit diagram for explaining the telescopic position adjustment of the steering
図6(a)に示すように、操作スイッチ58が操作されることに伴い、操舵部材2のテレスコ位置を調整する際において、第2電動モータ41を正転方向に回転させる場合、制御部62は、FET1,4をオンにする。このとき、電源73から、FET1、第1テレスコ用リレー67A、第2電動モータ41、第2テレスコ用リレー67BおよびFET4を通って、接地へと電流が流れる。これにより、第2電動モータ41の正極側端子(+)に正電圧が印加されるので、第2電動モータ41は、正転方向に回転する。
As shown in FIG. 6A, when adjusting the telescopic position of the steering
図6(b)を参照して、一方、第2電動モータ41を逆転方向に回転させる場合、制御部62は、FET2,3をオンにする。このとき、電源73から、FET3、第2テレスコ用リレー67B、第2電動モータ41、第1テレスコ用リレー67AおよびFET2を通って、接地へと電流が流れる。これにより、第2電動モータ41の負極側端子に正電圧が印加されるので、第2電動モータ41は、逆転方向に回転する。
6B, on the other hand, when the second
なお、チルト位置調整およびテレスコ位置調整の双方を同時に行う場合には、制御部62は、第1電動モータ31の駆動と、第2電動モータ41の駆動とを交互に行わせる。
<操舵部材2の回転をロックするための制御>
図7は、操舵部材2の回転をロックさせるときの制御部62による制御の流れを説明するためのフローチャートである。
When both the tilt position adjustment and the telescopic position adjustment are performed at the same time, the
<Control for locking the rotation of the steering
FIG. 7 is a flowchart for explaining the flow of control by the
車速センサ57で検出された車速がゼロ、すなわち、車両が停止状態にあり(ステップS1でYES)、且つ運転者によって車両の電源73がオフにされたとき(ステップS2でYES)、制御部62は、第1および第2回転位置センサ34,43の信号を読み込む(ステップS3)。
第1および第2回転位置センサ34,43で読み込まれた第1および第2電動モータ41,42の回転位置は、操舵部材2のチルト位置およびテレスコ位置に連動している。したがって、第1および第2回転位置センサ34,43の検出結果から、操舵部材2のチルト位置およびテレスコ位置を算出することが可能である。
When the vehicle speed detected by the
The rotational positions of the first and second
そこで、制御部62は、第1回転位置センサ34の位置情報を用いて、操舵部材2のチルト位置を算出する。これにより、制御部62は、第2シャフト12に対する第1シャフト11の傾き角θが所定角度θ10であるか否か、すなわち、操舵部材2のチルト位置が所定の跳ね上げ位置にあるか否かを判定する(ステップS4)。操舵部材2のチルト位置が図3に示す跳ね上げ位置まで到達していない場合(ステップS4でNO)、第1電動モータ31が駆動される(ステップS5)。これにより、第1チューブ21、第1シャフト11および操舵部材2は、チルト軸26回りを上方に変位される。その後、制御部62は、再びステップS3の判定を行う。第1電動モータ31の駆動により、操舵部材2が跳ね上げ位置まで到達したことが検出されると(ステップS4でYES)、制御部62は、第1電動モータ31を停止させる(ステップS6)。
Therefore, the
次に、制御部62は、第2回転位置センサ43の検出信号に基づいて、操舵部材2のテレスコ位置が、所定位置にあるか否かを判定する(ステップS7)。この所定位置とは、図3に示すように、第1シャフト11が規制部46に係合するための第1シャフト11(操舵部材2)のテレスコ位置をいう。
操舵部材2のテレスコ位置が図3に示す所定位置まで到達していない場合(ステップS7でNO)、第2電動モータ41が駆動される(ステップS8)。これにより、第1および第2チューブ21,22、第1および第2シャフト11,12、ならびに操舵部材2は、テレスコ方向D2に沿って車両前方に変位される。その後、制御部62は、ステップS3の判定を再び行う。第2電動モータ41の駆動により、操舵部材2のテレスコ位置が所定位置まで到達したことが検出されると(ステップS7でYES)、制御部62は、第2電動モータ41を停止させる(ステップS9)。
Next, the
When the telescopic position of the steering
上記の制御により、第1シャフト11は、図3に示すように規制部46に係合し、これにより、第1シャフト11および操舵部材2の回転がロックされる。
<第1実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態によれば、チルト調整機構30およびテレスコ調整機構40が設けられている。これにより、操舵部材2の位置を、チルト方向D1およびテレスコ方向D2に関して調整できる。
As a result of the above control, the first shaft 11 is engaged with the restricting
<Effects of First Embodiment>
As described above, according to the present embodiment, the
また、第1電動モータ31の駆動によって、第1シャフト11および操舵部材2をチルト軸26回りに上向きに変位させることにより、操舵部材2を上向きに跳ね上げることができる。さらに、第2シャフト12に対する第1シャフト11の傾き角θが所定角度θ10であり(操舵部材2が跳ね上げ状態にあり)、且つ、テレスコピック方向D2に関して、第1シャフト11が所定位置あるとき、規制部46は、第1シャフト11および操舵部材2の回転を規制できる。
Further, by driving the first
この規制部46は、ステアリングコラム20に支持されているので、規制部46およびステアリングコラム20を全体としてコンパクトに配置できる。よって、車両用操舵装置1の小型化を実現できる。しかも、操舵部材2が跳ね上げられているときに、すなわち、操舵部材2が運転者の乗り降り動作に邪魔にならない位置にあるときに、操舵部材2の回転を規制できる。したがって、運転者が車両に対して乗り降りするという、操舵部材2の回転を規制することが好ましいときに、確実に操舵部材2の回転を規制できる。
Since the restricting
さらに、ねじ機構を用いた簡易で部品点数の少ない構成でチルト調整機構30およびテレスコ調整機構40を実現できる。また、テレスコ調整機構40の第2雄ねじ部44の先端に規制部46を配置している。これにより、第2雄ねじ部44および規制部46を一部品で構成できる。その結果、部品点数の更なる低減を通じて車両用操舵装置1の更なる小型化を実現できる。
Furthermore, the
また、制御部62は、車両の電源がオフされることに応答して、第1および第2電動モータ31,41を駆動させ、規制部46に第1シャフト11を係合させる。これにより、第1シャフト11および操舵部材2の回転をロックさせる。
その結果、運転者が車両を乗り降りする際に、運転者が操舵部材2に関して特別な操作を行うことなく、自動的に、操舵部材2の跳ね上げ動作、および前方への動作を行うことができる。これにより、車両の電源がオフされることに応答して、操舵部材2を運転者の邪魔にならない位置に自動的に退避させることができる。
Further, the
As a result, when the driver gets on and off the vehicle, the driver can automatically perform the flip-up operation and the forward operation of the steering
このように、運転者の車両の乗り降り動作をより容易にできる結果、高級車への搭載にふさわしい車両用操舵装置1を実現できる。しかも、操舵部材2の退避動作に伴って、規制部46に、第1シャフト11を係合させることができる。これにより、規制部46を駆動して第1シャフト11に係合させるための専用のアクチュエータ(ソレノイドや電動モータ等)が不要となり、部品点数を少なくできる。その結果、車両用操舵装置1の小型化および製造コストの更なる低減を実現できる。
As described above, as a result of the driver's vehicle getting on and off more easily, the
さらに、リレー67A,67B,69A,69Bをオンにし、且つEPS用リレー64A,64Bをオフにすることで、第1給電経路65を介して駆動回路61から第1および第2電動モータ31,41に電流を流すことができる。これにより、チルト調整機構30およびテレスコ調整機構40を駆動することができる。
一方、リレー67A,67B,69A,69Bをオフにし、且つEPS用リレー64A,64Bをオンにすることで、第2給電経路66を介して駆動回路61から第3電動モータ51に電流を流すことができる。これにより、第3電動モータ51によって操舵補助力を発生することができる。
Further, by turning on the
On the other hand, by turning off the
つまり、1つの駆動回路61によって、操舵部材2の位置調整用の第1および第2電動モータ31,41と、操舵補助用の第3電動モータ51と、を駆動することが可能となる。このため、これらの電動モータ31,41,51を駆動するために必要なFET1〜6等のスイッチング素子の数を低減させることができる。よって、車両用操舵装置1の部品点数をより少なくできる。また、3つの電動モータ31,41,51を1つの駆動回路61で制御できる。その結果、ECU18の小型化を通じて車両用操舵装置1の更なる小型化を達成できる。
<第2実施形態>
本発明は、上記実施形態で説明した構成に限らず、特許請求の範囲内で種々の変更を施すことができる。
That is, it is possible to drive the first and second
Second Embodiment
The present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims.
例えば、図8に示すように、伝達比可変機構としての遊星ギヤ機構75をさらに設けてもよい。なお、以下では、上記実施形態と異なる点について主に説明し、上記実施形態と同様の構成には、図に同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
遊星ギヤ機構75は、操舵部材2に付与された操舵トルクを、ステアリングシャフト3等を介して左右の転舵輪のそれぞれに与えて転舵を行うものである。遊星ギヤ機構75は、操舵部材2の操舵角θ1(回転角)に対する転舵輪の転舵角θ2としての伝達比θ2/θ1を変更可能である。
For example, as shown in FIG. 8, a
The
遊星ギヤ機構75は、トーションバー16の近傍に配置されている。また、遊星ギヤ機構75は、ステアリングシャフト3の第4シャフト76に設けられている。第4シャフト76は、第1部分76aと第2部分76bとに分割されている。
遊星ギヤ機構75によって、これら第1部分76aと第2部分76bとを差動回転可能に連結している。遊星ギヤ機構75は、ブラシレスモータ等の遊星ギヤ機構用モータ77によって駆動されることにより、伝達比θ2/θ1が変更されるように構成されている。
The
The
遊星ギヤ機構75は、ギヤハウジング24A内に収容されており、第1サンギヤ78と、第2サンギヤ79と、遊星ギヤ80と、キャリア81と、を含んでいる。
第1サンギヤ78は、第1部分76aに固定されている。第2サンギヤ79は、第2部分76bに固定されている。遊星ギヤ80は、第1および第2サンギヤ78,79の双方に噛み合っている。キャリア81は、遊星ギヤ80を、自転可能且つ第1および第2サンギヤ78,79の軸線回りに公転可能に支持している。
The
The first sun gear 78 is fixed to the
遊星ギヤ機構用モータ77は、キャリア81を回転駆動するために設けられている。キャリア81の回転数を変更することで、第1サンギヤ78と第2サンギヤ79との変速比を変え、伝達比θ2/θ1を変更する。
また、遊星ギヤ機構75に異常が発生したときに伝達比θ2/θ1を固定するためのロック機構82が設けられている。ロック機構82は、キャリア81と一体回転するリング部材83と、リング部材83に係合することでキャリア81の回転を規制する規制部材84とを含んでいる。
The planetary
Further, a lock mechanism 82 is provided for fixing the transmission ratio θ2 / θ1 when an abnormality occurs in the
規制部材84は、アクチュエータとしての電磁ソレノイド85を用いて駆動される。規制部材84は、図9に示すようにリング部材83に係合することにより、リング部材83の回転を規制する。なお、図8に示すように規制部材84がリング部材83に係合していないときは、第1部分76aと第2部分76bとの差動回転が許容されている。
電磁ソレノイド85の駆動制御は、ECU18によって行われる。ECU18は、遊星ギヤ機構75の異常を検出すると、電磁ソレノイド85を作動させ、規制部材84をリング部材83に係合させる。これにより、リング部材83およびキャリア81の回転が規制され、遊星ギヤ21の軸線L回りの公転が規制される。
The regulating
The drive control of the
遊星ギヤ21の公転が規制されることにより、遊星ギヤ80を介した第1および第2サンギヤ78,79の互いのトルク伝達が一定の変速比で可能となり、伝達比θ2/θ1が一定の値に固定される。なお、異常時でない通常時において、規制部材84は、リング部材83に係合しないようにされている。
また、遊星ギヤ機構75の動作に関連して操舵部材2の操舵反力を補償するための反力補償用モータ86が備えられている。反力補償用モータ86は、第1部分76aに接続されている。遊星ギヤ機構用モータ77および反力補償用モータ86は、第4シャフト76と同軸に配置されたブラシレスモータであり、ECU18によって制御される。
By restricting the revolution of the
Further, a reaction
なお、伝達比可変機構として、遊星ギヤ機構75の各歯車に代えてローラを用いた、トラクションドライブ機構等の他の伝達比可変機構を用いてもよい。
<第3実施形態>
また、本発明を、操舵部材2と転舵機構A1との間の機械的な連結が解除されたステアバイワイヤ式の車両用操舵装置に適用してもよい。この場合の転舵機構A1の駆動装置として、ラック軸8に設けられたボールねじ機構(図示せず)と、このボールねじ機構に連結された第4電動モータ100とを含む駆動装置を例示できる。第4電動モータ100の出力は、ボールねじ機構を介してラック軸8に伝わる。
As the transmission ratio variable mechanism, another transmission ratio variable mechanism such as a traction drive mechanism using a roller instead of each gear of the
<Third Embodiment>
Further, the present invention may be applied to a steer-by-wire type vehicle steering device in which the mechanical connection between the steering
図10に示すように、第4電動モータ100は、三相交流ブラシレスモータである。第4電動モータ100に備えたロータ151の外周面には、永久磁石152が固定されている。
第4電動モータ100のステータ153は、周方向に並ぶ複数のティース154を含む。各ティース154に巻線(コイル)が集中巻きされている。これにより、複数のティース154のそれぞれに1つの巻線120U〜120W,120u〜120w,130U〜130W,130u〜130wが巻かれている。
As shown in FIG. 10, the fourth
The
これらの巻線は、図示しない第1三相交流電源によって励磁される第1系統の巻線120U〜120W,120u〜120wと、図示しない第2三相交流電源によって励磁される第2系統の巻線130U〜130W,130u〜130wである。
また、図10に示すように、ステータ153は、第4電動モータ100の軸方向から見て2つの領域S1,S2に2等分されている。一方側の領域S1のティース54には、第1系統の正磁極用の巻線120U〜120Wと逆磁極用の巻線120u〜120wとが巻回されている。
These windings are a first system winding 120U to 120W, 120u to 120w excited by a first three-phase AC power source (not shown), and a second system winding excited by a second three-phase AC power source (not shown).
Further, as shown in FIG. 10, the
一方、他方側の領域S2のティース154には、第2系統の正磁極用の巻線130U〜130Wと逆磁極用の巻線130u〜130wとが巻回されている。
第4電動モータ100では、通常は、2系統の巻線でロータ151を回転させ、一方の系統に異常が発生したときには、他方の系統の巻線のみでロータ151を回転させる。これにより、何れかの系統に異常発生したと同時に第4電動モータ100が停止することを抑制できる。
On the other hand, the second-system positive
In the fourth
その結果、1つの第4電動モータ100で、2つの電動モータを設けたときと同様のフェールセーフを実現できる。また、フェールセーフのために2つの電動モータを設けた構成に比べて、部品点数が削減され、低コスト化および小型化を図ることができる。
なお、各上記実施形態では、規制部46を第2雄ねじ部44の先端に設ける構成を説明したけれども、これに限定されない。例えば、規制部46を、第2雄ねじ部44とは別体に形成し、この規制部46を第2チューブ22(ステアリングコラム20)に固定してもよい。
As a result, the same fail safe as when two electric motors are provided by one fourth
In addition, although each said embodiment demonstrated the structure which provides the
1…車両用操舵装置、2…操舵部材、3…ステアリングシャフト、11…第1シャフト、12…第2シャフト、15…自在継手、20…ステアリングコラム、21…第1チューブ、22…第2チューブ、23…第3チューブ、26…チルト軸、30…チルト調整機構、31…第1電動モータ、40…テレスコ調整機構、41…第2電動モータ、44…第2雄ねじ部(雄ねじ部)、45…第2雌ねじ部(雌ねじ部)、46…規制部、51…第3電動モータ、61…駆動回路、62…制御部、64A,64B…リレー(第2スイッチ)、65…第1給電経路、66…第2給電経路、67A,67B,69A,69B…リレー(第1スイッチ)、D2…テレスコピック方向、θ…第1シャフトの傾き角、θ10…所定角度。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1シャフトを取り囲む第1チューブ、前記第2シャフトを取り囲む第2チューブ、および前記第2チューブに対して前記第1チューブを揺動可能に連結するチルト軸を含むステアリングコラムと、
第1電動モータを含み、この第1電動モータの動力によって前記第1シャフトおよび前記第1チューブを前記チルト軸回りに変位させるためのチルト調整機構と、
第2電動モータを含み、この第2電動モータの動力によって前記第1シャフトおよび前記第1チューブを、前記第2シャフトの軸方向に沿うテレスコピック方向に変位させるためのテレスコ調整機構と、
前記第2シャフトに対する前記第1シャフトの傾き角が所定角度で、且つ前記テレスコピック方向に関する前記第1シャフトの位置が所定位置にあるときに前記第1シャフトの回転を規制する規制部と、
を備え、
前記規制部は、前記ステアリングコラムに支持されていることを特徴とする車両用操舵装置。 A steering shaft including a first shaft coupled to a steering member and a second shaft coupled to the first shaft via a universal joint;
A steering column including a first tube that surrounds the first shaft, a second tube that surrounds the second shaft, and a tilt shaft that pivotally connects the first tube to the second tube;
A tilt adjustment mechanism including a first electric motor, and for displacing the first shaft and the first tube around the tilt axis by power of the first electric motor;
A telescopic adjusting mechanism for displacing the first shaft and the first tube in a telescopic direction along the axial direction of the second shaft by the power of the second electric motor;
A regulating portion that regulates rotation of the first shaft when the tilt angle of the first shaft with respect to the second shaft is a predetermined angle and the position of the first shaft with respect to the telescopic direction is at a predetermined position;
With
The vehicle steering apparatus, wherein the restricting portion is supported by the steering column.
前記テレスコ調整機構の前記第2電動モータは、前記第3チューブに支持され、
前記テレスコ調整機構は、前記テレスコピック方向に沿って延び前記第2電動モータによって回転される雄ねじ部と、この雄ねじ部に螺合し前記第2チューブに固定される雌ねじ部と、を含み、
前記雄ねじ部の先端に前記規制部が配置されていることを特徴とする車両用操舵装置。 The steering column according to claim 1, wherein the steering column includes a third tube in which the second tube is fitted so as to be relatively movable in the telescopic direction,
The second electric motor of the telescopic adjustment mechanism is supported by the third tube,
The telescopic adjustment mechanism includes a male screw portion that extends along the telescopic direction and is rotated by the second electric motor, and a female screw portion that is screwed into the male screw portion and fixed to the second tube.
The vehicle steering apparatus, wherein the restriction portion is disposed at a tip of the male screw portion.
前記制御部は、車両の電源がオフされることに応答して、前記第1シャフトの前記傾き角が前記所定角度になるように前記第1電動モータを駆動させ、且つ、前記テレスコピック方向に関する前記第1シャフトの位置が前記所定位置になるように前記第2電動モータを駆動させることを特徴とする車両用操舵装置。 In Claim 1 or 2, it further has a control part which controls the 1st and 2nd electric motor,
The control unit drives the first electric motor so that the tilt angle of the first shaft becomes the predetermined angle in response to turning off of the power of the vehicle, and the telescopic direction is related to the telescopic direction. The vehicle steering apparatus, wherein the second electric motor is driven so that a position of the first shaft is the predetermined position.
前記第1および第2電動モータには第1給電経路を介して接続され、前記第3電動モータには第2給電経路を介して接続され、前記制御部によって制御される駆動回路と、
前記第1給電経路を開閉するための第1スイッチと、
前記第2給電経路を開閉するための第2スイッチと、をさらに備えていることを特徴とする車両用操舵装置。 The third electric motor for applying a steering assist force to the steering shaft according to claim 3,
A drive circuit connected to the first and second electric motors via a first power supply path, connected to the third electric motor via a second power supply path, and controlled by the control unit;
A first switch for opening and closing the first power supply path;
The vehicle steering apparatus further comprising: a second switch for opening and closing the second power feeding path.
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