JP2014062632A - Clutch device and steering apparatus - Google Patents

Clutch device and steering apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2014062632A
JP2014062632A JP2012209579A JP2012209579A JP2014062632A JP 2014062632 A JP2014062632 A JP 2014062632A JP 2012209579 A JP2012209579 A JP 2012209579A JP 2012209579 A JP2012209579 A JP 2012209579A JP 2014062632 A JP2014062632 A JP 2014062632A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotating shaft
clutch device
lock
rotation
steering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012209579A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5831417B2 (en
Inventor
Yoshihide Sekiya
義秀 関谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2012209579A priority Critical patent/JP5831417B2/en
Publication of JP2014062632A publication Critical patent/JP2014062632A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5831417B2 publication Critical patent/JP5831417B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a clutch device capable of precisely detecting abnormality of an operation.SOLUTION: In a clutch device 29 for switching transmission and interception of torque between two rotation shafts, a first rotation shaft is formed of a plurality of lock grooves 42 at an interval to each other on the inner circumference or the outer circumference in the circumferential direction. A second rotation shaft is arranged coaxially with the first rotation shaft and so as to be partially superimposed on each other. A plurality of lock bars 40 are disposed on the second rotation shaft so as to make the movement in the radial direction of the second rotation shaft possible and are arrayed at an interval to each other in the circumferential direction of the second rotation shaft. An advancing and retreating mechanism advances and retreats the plurality of lock bars 40 in the radial direction. A movement confirming part confirms the movement of the plurality of lock bars 40. The advancing and retreating mechanism 44 performs advancing movement for advancing the plurality of lock bars 40 to the lock grooves 42 side or performs retreating movement for retreating the plurality of lock bars 40 from the lock grooves 42 side.

Description

本発明は、クラッチ装置に関し、特に車両操舵装置に用いられるクラッチ装置に関する。   The present invention relates to a clutch device, and more particularly to a clutch device used for a vehicle steering device.

近年、いわゆるステアバイワイヤシステムと称される自動車の操舵に関するシステムが実用化へ向けて種々開発されている。従来の車両は、ステアリングホイールと操舵輪がラックアンドピニオンのような機構を通じて機械的に結合されているものが一般的である。しかし、ステアバイワイヤシステムにおいては、これらの機械的接続はなく、運転者からの入力、例えばトルクや操舵角度をセンサで検出し、また他の車両センサからの情報とあわせて、車両の走行状態に適した舵角を求め、その舵角指令値を操舵用アクチュエータに送り、実際に車輪の転舵を行うものである。   In recent years, various systems relating to steering of automobiles, so-called steer-by-wire systems, have been developed for practical use. Conventional vehicles generally have a steering wheel and a steered wheel mechanically coupled through a mechanism such as a rack and pinion. However, in the steer-by-wire system, there is no such mechanical connection, and inputs from the driver, such as torque and steering angle, are detected by sensors, and in addition to information from other vehicle sensors, A suitable steering angle is obtained, the steering angle command value is sent to the steering actuator, and the wheels are actually steered.

ステアバイワイヤシステムを採用する場合、システムが失陥した場合に操舵性能を確保するため、ステアバイワイヤシステムとは別途にステアリングホイールと操舵輪とを機械的に結合する結合機構または、それに類する機構、いわゆるフェールセーフのための機構を準備しておくことが一般的である。   When a steer-by-wire system is adopted, in order to ensure steering performance when the system fails, a coupling mechanism that mechanically couples the steering wheel and the steered wheel separately from the steer-by-wire system, or a similar mechanism, so-called It is common to prepare a mechanism for fail-safe.

例えば、特許文献1には、ステアリングホイールと転舵輪とを機械的に接続、切断するバックアップクラッチを備えるステアバイワイヤシステムが開示される。このバックアップクラッチの異常判定方法として、まずバックアップクラッチに接続指令を出し、ステアリングホイール側の操舵反力モータおよび転舵輪側の転舵モータがそれぞれ逆方向に同じ大きさのトルクをバックアップクラッチに付与させる。そしてこれらのトルクが釣り合えばバックアップクラッチが正常であると判定され、トルクが釣り合わなければバックアップクラッチが異常であると判定される。   For example, Patent Literature 1 discloses a steer-by-wire system including a backup clutch that mechanically connects and disconnects a steering wheel and a steered wheel. As a backup clutch abnormality determination method, first, a connection command is issued to the backup clutch, and the steering reaction motor on the steering wheel side and the steering motor on the steered wheel side respectively apply the same torque to the backup clutch in the opposite directions. . If these torques are balanced, it is determined that the backup clutch is normal, and if the torques are not balanced, it is determined that the backup clutch is abnormal.

特開2009−179185号公報JP 2009-179185 A

しかしながら、特許文献1に記載のクラッチの診断方法では、クラッチの種類によってはクラッチの動作に異常が生じていてもトルクが釣り合って異常を検出できない可能性がある。例えば、クラッチに互いに係合可能な複数のロックバーと複数のロック溝があり、特定の位相にて特定のロックバーのみロック溝に噛み合う構造である場合に、噛み合ってないロックバーの動作に異常が生じても、特定のロックバーが噛み合っていれば、トルクが釣り合うためクラッチの異常を検出できない。   However, in the clutch diagnosis method described in Patent Document 1, depending on the type of clutch, even if an abnormality occurs in the operation of the clutch, there is a possibility that the torque is balanced and the abnormality cannot be detected. For example, when there are a plurality of lock bars and a plurality of lock grooves that can be engaged with each other in the clutch, and the structure is such that only a specific lock bar engages with the lock groove in a specific phase, the operation of the lock bar that is not engaged is abnormal. Even if a specific lock bar is engaged, the torque is balanced and the clutch abnormality cannot be detected.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、動作の異常を精度良く検出できるクラッチ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a clutch device that can accurately detect abnormalities in operation.

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、2つの回転軸の間のトルクの伝達および遮断の切替えを行うクラッチ装置であって、内周または外周に複数の溝部が互いに間隔をもって周方向に形成されている第1の回転軸と、第1の回転軸と同軸に、かつ、一部が重なるように配置されている第2の回転軸と、第2の回転軸の径方向に移動できるように該第2の回転軸に設けられ、互いに間隔をもって該第2の回転軸の周方向に配列されている複数の係合部と、複数の係合部を径方向へ進退させるための進退機構と、複数の係合部の動作を確認する動作確認手段と、を備える。進退機構は、複数の係合部を溝部側へ進行させるための進行動作、または、複数の係合部を溝部側から退避させるための退避動作を行うものであって、動作確認手段は、複数の係合部のうち動作確認の対象となる1つ以上の係合部を選択する選択手段と、複数の係合部を複数の溝部側に進行させたときに選択された係合部が溝部に入るように、第1の回転軸と第2の回転軸との回転位相を調整する位相調整手段と、位相調整手段により回転位相が調整された状態で、進退機構が進行動作を行った後、第1の回転軸および第2の回転軸の一方を所定の方向に回転させて選択された係合部と溝部との係合状態を検出する検出手段と、を有する。   In order to solve the above-described problem, an aspect of the present invention is a clutch device that performs torque transmission between two rotating shafts and switching between interruptions, and a plurality of grooves are provided at intervals on the inner periphery or the outer periphery. A first rotating shaft formed in the direction, a second rotating shaft arranged coaxially with the first rotating shaft and partially overlapping, and in a radial direction of the second rotating shaft A plurality of engagement portions provided on the second rotation shaft so as to be movable and arranged in the circumferential direction of the second rotation shaft at intervals, and a plurality of engagement portions for advancing and retreating in the radial direction And a mechanism for confirming the operation of the plurality of engaging portions. The advancing / retreating mechanism performs advancing operation for advancing a plurality of engaging portions to the groove portion side, or a retreating operation for retracting the plurality of engaging portions from the groove portion side. Selecting means for selecting one or more engaging parts to be operation-checked among the engaging parts, and the engaging parts selected when the plurality of engaging parts are advanced toward the plurality of groove parts are groove parts The phase adjustment means for adjusting the rotation phase between the first rotation axis and the second rotation axis so that the rotation phase is adjusted by the phase adjustment means after the advance / retreat mechanism performs the advance operation. And detecting means for detecting an engagement state between the engagement portion and the groove portion selected by rotating one of the first rotation shaft and the second rotation shaft in a predetermined direction.

この態様によると、複数の係合部のうち選択された係合部に関して動作確認をすることで、クラッチ装置全体の状態だけでなく、特定の係合部について動作確認をすることができる。   According to this aspect, it is possible to confirm not only the state of the entire clutch device but also the specific engagement portion by confirming the operation regarding the selected engagement portion among the plurality of engagement portions.

位相調整手段は、複数の係合部のうち少なくとも第1の係合部および第2の係合部が第1の溝部および第2の溝部にそれぞれ入ることが可能な回転位相に調整し、検出手段は、第1の回転軸および第2の回転軸の一方を所定の方向に回転させて第1の係合部と第1の溝部との係合状態を検出した後、所定の方向とは逆方向に第1の回転軸および第2の回転軸の一方を回転させて、第2の係合部と第2の溝部との係合状態を検出してもよい。これにより、接続状態において第1の係合部と第1の溝部、および第2の係合部と第2の溝部がそれぞれ係合状態となるクラッチ装置にて、それぞれの係合状態の動作確認ができる。   The phase adjusting means adjusts the rotational phase so that at least the first engaging portion and the second engaging portion can enter the first groove portion and the second groove portion, respectively, among the plurality of engaging portions, and detects them. The means rotates one of the first rotating shaft and the second rotating shaft in a predetermined direction to detect the engagement state between the first engaging portion and the first groove portion, and then the predetermined direction is One of the first rotation shaft and the second rotation shaft may be rotated in the reverse direction to detect the engagement state between the second engagement portion and the second groove portion. Thereby, in the clutch device in which the first engaging portion and the first groove portion, and the second engaging portion and the second groove portion are in the engaged state in the connected state, the operation check of each engaged state is performed. Can do.

検出手段は、第1の回転軸および第2の回転軸の一方を所定の方向に回転させてから、所定の方向とは逆方向に第1の回転軸および第2の回転軸の一方を回転させた際の第1の回転軸および第2の回転軸の回転角の差にもとづいて、第1の係合部と第1の溝部との係合状態および第2の係合部と第2の溝部との係合状態を検出してもよい。これにより、回転方向を切り替えた場合の第1の回転軸および第2の回転軸の回転角の差、すなわち第1の回転軸および第2の回転軸の回転方向のガタにより係合状態を検出できる。たとえば第1の係合部および第2の係合部が第1の溝部および第2の溝部にそれぞれ入った状態において、一方の回転軸にトルクを与えると第1の係合部と第1の溝部が隙間なく係合した状態になり、その状態から一方の回転軸に逆方向のトルクを与えると、第2の係合部と第2の溝部の係合にどのくらい隙間があるか検出することができる。   The detecting means rotates one of the first rotating shaft and the second rotating shaft in a predetermined direction, and then rotates one of the first rotating shaft and the second rotating shaft in a direction opposite to the predetermined direction. Based on the difference between the rotation angles of the first rotation shaft and the second rotation shaft at the time of the engagement, the engagement state between the first engagement portion and the first groove portion and the second engagement portion and the second engagement portion The engagement state with the groove portion may be detected. Thus, the engagement state is detected by the difference in rotation angle between the first rotation shaft and the second rotation shaft when the rotation direction is switched, that is, the play in the rotation direction of the first rotation shaft and the second rotation shaft. it can. For example, when torque is applied to one of the rotating shafts in a state where the first engaging portion and the second engaging portion are respectively in the first groove portion and the second groove portion, the first engaging portion and the first engaging portion Detecting how much clearance there is in the engagement between the second engagement portion and the second groove portion when the groove portion is engaged with no gap and a torque in the opposite direction is applied to one rotating shaft from that state. Can do.

検出手段は、第1の回転軸および第2の回転軸の一方を所定の方向に回転させてから、所定の方向とは逆方向に第1の回転軸および第2の回転軸の一方を回転させた際の第1の回転軸および第2の回転軸の回転角の差が、第1閾値より大きい場合は係合部と溝部との係合状態が異常であると検出し、第1閾値以下で第2閾値より大きい場合は係合部および溝部が摩耗状態であると検出し、第2閾値以下である場合は正常であると検出してもよい。これにより、係合部と溝部の係合状態が、正常、摩耗状態、異常の3段階のうちいずれの状態であるか検出できる。   The detecting means rotates one of the first rotating shaft and the second rotating shaft in a predetermined direction, and then rotates one of the first rotating shaft and the second rotating shaft in a direction opposite to the predetermined direction. When the difference between the rotation angles of the first rotation shaft and the second rotation shaft is larger than the first threshold value, it is detected that the engagement state between the engagement portion and the groove portion is abnormal, and the first threshold value Below, when larger than a 2nd threshold value, it may detect that an engaging part and a groove part are a wear state, and when it is below a 2nd threshold value, you may detect that it is normal. As a result, it is possible to detect whether the engagement state between the engagement portion and the groove portion is a normal state, a wear state, or an abnormal state.

動作確認手段は、選択された係合部の動作確認を実行した後、別の係合部の動作確認を実行し、複数の係合部の全ての動作確認を実行して動作確認を終えてもよい。これにより全ての係合部についてもれなく係合状態を確認できる。   The operation confirmation means performs the operation confirmation of the selected engagement portion, and then confirms the operation of another engagement portion, completes the operation confirmation of all the engagement portions, and completes the operation confirmation. Also good. Thereby, the engagement state can be confirmed without any leakage for all the engagement portions.

複数の係合部が進退機構によって複数の溝部側に向かって径方向に移動されると、第1の回転軸と第2の回転軸との任意の回転位相において、溝部に入った状態の係合部と溝部に入らない状態の係合部とが存在してもよい。回転位相によっては溝部に入らない係合部でも、選択手段および位相調整手段により溝部に入るよう進行動作を実行するため、いずれの係合部でも動作確認ができる。   When the plurality of engaging portions are moved in the radial direction toward the plurality of groove portions by the advance / retreat mechanism, the engagement in the state of entering the groove portions at an arbitrary rotational phase between the first rotating shaft and the second rotating shaft. There may be a mating portion and an engaging portion that does not enter the groove portion. Even if the engaging portion does not enter the groove portion depending on the rotation phase, the advancement operation is executed so as to enter the groove portion by the selecting means and the phase adjusting means, so that the operation can be confirmed in any engaging portion.

車両を操舵するために回転される操作部材と、操作部材の操作量に応じた情報を検出する検出手段と、車輪を転舵する転舵機構と、転舵機構を駆動する動力源と、クラッチ装置を含む操舵装置であって、クラッチ装置によりトルクが遮断された状態で動力源を駆動し、操作量に応じた情報に基づいて転舵量を制御する制御手段と、を備えてもよい。操作部材は、第1の回転軸および第2の回転軸のいずれか一方と連結されており、転舵機構は、第1の回転軸および第2の回転軸のいずれか他方と連結されており、クラッチ装置は、操作部材と転舵機構との間のトルクが伝達可能な状態で、操作部材の操作に応じて車輪の舵角が変化するように第1の回転軸と第2の回転軸とが機械的に連結されていてもよい。   An operation member that is rotated to steer the vehicle, a detection unit that detects information according to an operation amount of the operation member, a steering mechanism that steers wheels, a power source that drives the steering mechanism, and a clutch And a control unit that drives the power source in a state where the torque is interrupted by the clutch device and controls the turning amount based on information according to the operation amount. The operating member is connected to one of the first rotating shaft and the second rotating shaft, and the steering mechanism is connected to either one of the first rotating shaft and the second rotating shaft. The clutch device has a first rotating shaft and a second rotating shaft so that the steering angle of the wheel changes according to the operation of the operating member in a state in which torque between the operating member and the steering mechanism can be transmitted. And may be mechanically connected.

この発明により、動作の異常を精度良く検出できるクラッチ装置を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a clutch device capable of accurately detecting an abnormal operation.

車両操舵装置の概略構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a schematic structure of a vehicle steering device. クラッチ装置の軸に平行な断面図である。It is sectional drawing parallel to the axis | shaft of a clutch apparatus. 図2に示すクラッチ装置のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of the clutch apparatus shown in FIG. クラッチ装置(クラッチON状態)の軸に平行な断面図である。It is sectional drawing parallel to the axis | shaft of a clutch apparatus (clutch ON state). 図4に示すクラッチ装置のC−C断面図である。It is CC sectional drawing of the clutch apparatus shown in FIG. ロックバーとロック溝の形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape of a lock bar and a lock groove. 図6に示すロックバーとロック溝との関係を直線状に示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the relationship between the lock bar and lock groove shown in FIG. 6 linearly. 動作確認部の機能ブロックを示す図である。It is a figure which shows the functional block of an operation confirmation part. ロックバーの動作確認処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement confirmation process of a lock bar. 変形例のロックバーの動作確認処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement confirmation process of the lock bar of a modification. 図5に示す状態からハンドル側ハウジングが矢印R2方向へわずかに回転した位置にあるクラッチ装置の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the clutch device in which the handle side housing is slightly rotated in the direction of arrow R2 from the state shown in FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。以下の実施の形態で説明するクラッチ装置は、車両の操舵装置に適用することができる。特に、いわゆるステアバイワイヤ型車両操舵装置、すなわち、操舵部に設けられたステアリングホイール等の操作部材に加えられる操舵力によらず、電気的な制御下、転舵部において備える動力源の動力によって、操作部材の操作に応じた車輪の転舵が行われる車両操舵装置に好適である。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The clutch device described in the following embodiments can be applied to a vehicle steering device. In particular, a so-called steer-by-wire vehicle steering device, that is, regardless of the steering force applied to an operation member such as a steering wheel provided in the steering unit, under the electrical control, by the power of the power source provided in the steering unit, This is suitable for a vehicle steering apparatus in which the wheels are steered according to the operation of the operation member.

図1は、車両操舵装置の概略構成を示す模式図である。車両操舵装置10は、ハンドル12と、操舵角度センサ14と、トルクセンサ16と、操舵反力モータ18と、インターミディエイトシャフト20と、転舵角度センサ22と、トルクセンサ23、転舵モータ24と、タイヤ26と、ECU28と、クラッチ装置29とを備える。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle steering apparatus. The vehicle steering apparatus 10 includes a steering wheel 12, a steering angle sensor 14, a torque sensor 16, a steering reaction force motor 18, an intermediate shaft 20, a turning angle sensor 22, a torque sensor 23, and a turning motor 24. The tire 26, the ECU 28, and the clutch device 29 are provided.

操舵アクチュエータ30は、操舵角度センサ14と、トルクセンサ16と、操舵反力モータ18とで構成されている。また、転舵アクチュエータ32は、転舵角度センサ22と転舵モータ24とで構成されている。ECU28は、操舵アクチュエータ30および転舵アクチュエータ32が有する各種センサの情報に基づいて、操舵反力モータ18や転舵モータ24を制御する。   The steering actuator 30 includes a steering angle sensor 14, a torque sensor 16, and a steering reaction force motor 18. The steering actuator 32 includes a steering angle sensor 22 and a steering motor 24. The ECU 28 controls the steering reaction force motor 18 and the steering motor 24 based on information from various sensors included in the steering actuator 30 and the steering actuator 32.

ハンドル12は、車室内の運転席側に配置され、運転者が操舵量を入力するために回転させる操舵部材として機能する。   The handle 12 is disposed on the driver's seat side in the passenger compartment and functions as a steering member that is rotated by the driver to input a steering amount.

操舵角度センサ14は、運転者が入力した操舵量としてのハンドル12の回転角を検出し、この検出値をECU28に対して出力する。操舵角度センサ14は、ハンドル12の操作量に応じた情報を検出する検出手段として機能する。   The steering angle sensor 14 detects the rotation angle of the handle 12 as the steering amount input by the driver, and outputs the detected value to the ECU 28. The steering angle sensor 14 functions as a detection unit that detects information according to the operation amount of the handle 12.

操舵側のトルクセンサ16は、ハンドル12の操舵量に応じたトルクを検出する。操舵反力モータ18は、ECU28の制御に基づいて、操舵角度センサ14が検出したハンドル12の回転角に応じた操舵反力を運転者に感じさせるための反力をハンドル12に作用させる。操舵反力モータ18は、ハンドル12などの操舵側の回転軸を回転させる駆動手段として機能する。   The steering-side torque sensor 16 detects torque according to the steering amount of the handle 12. The steering reaction force motor 18 causes the handle 12 to apply a reaction force for causing the driver to feel a steering reaction force corresponding to the rotation angle of the handle 12 detected by the steering angle sensor 14 based on the control of the ECU 28. The steering reaction force motor 18 functions as drive means for rotating a steering-side rotation shaft such as the handle 12.

ECU28は、例えばCPU、ROM、RAMおよびそれらを相互に接続するデータバスから構成され、ROMに格納されたプログラムに従い、運転者が入力した操舵量としてのハンドル12の回転角を検出し、この操舵量に基づいた転舵量を演算して、この転舵量に基づいて、転舵モータ24を制御してタイヤ26を転舵する制御を行う制御手段として機能する。   The ECU 28 includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and a data bus that interconnects them. The ECU 28 detects a rotation angle of the steering wheel 12 as a steering amount input by the driver according to a program stored in the ROM, and performs this steering. It functions as a control means for calculating a turning amount based on the amount and controlling the turning motor 24 to turn the tire 26 based on the turning amount.

転舵モータ24は、ECU28の制御に基づいて、タイヤ26にタイロッドを介して連結される車幅方向に延びるラックバーを車幅方向に動作させる転舵手段を構成する。   The steered motor 24 constitutes a steered means for operating a rack bar extending in the vehicle width direction connected to the tire 26 via a tie rod in the vehicle width direction based on the control of the ECU 28.

転舵角度センサ22は、転舵手段を構成するラックアンドピニオン機構34のピニオンの回転角を検出して、この検出値をECU28に対して出力する。転舵角度センサ22は、インターミディエイトシャフト20の回転角を検出する回転角検出手段として機能する。転舵側のトルクセンサ23は、インターミディエイトシャフト20の回転量に応じたトルクを検出する。   The turning angle sensor 22 detects the rotation angle of the pinion of the rack and pinion mechanism 34 that constitutes the turning means, and outputs the detected value to the ECU 28. The turning angle sensor 22 functions as a rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the intermediate shaft 20. The torque sensor 23 on the steered side detects torque according to the rotation amount of the intermediate shaft 20.

インターミディエイトシャフト20は、ステアバイワイヤシステムが機能しない場合のバックアップ機構の一部として、操舵アクチュエータ30から転舵アクチュエータ32へ操舵力(トルク)を伝達する役割を果たす。メカバックアップ機構は、インターミディエイトシャフト20、クラッチ装置29、ラックアンドピニオン機構34等から構成される。   The intermediate shaft 20 serves to transmit a steering force (torque) from the steering actuator 30 to the steering actuator 32 as a part of a backup mechanism when the steer-by-wire system does not function. The mechanical backup mechanism includes an intermediate shaft 20, a clutch device 29, a rack and pinion mechanism 34, and the like.

クラッチ装置29は、2つの回転軸の間のトルクの伝達および遮断の切替えを行う。クラッチ装置29の構造の詳細については後述するが、車両操舵装置10は、システムが正常な場合、クラッチ装置29により操舵アクチュエータ30と転舵アクチュエータ32との接続が分離されており、ステアバイワイヤシステムとして機能する。一方、車両操舵装置10は、システムが異常な場合、クラッチ装置29により操舵アクチュエータ30と転舵アクチュエータ32とが機械的に連結されることで、ハンドル12の操作によりタイヤ26を直接転舵できるようになる。   The clutch device 29 switches torque transmission and cutoff between the two rotating shafts. Although details of the structure of the clutch device 29 will be described later, in the vehicle steering device 10, when the system is normal, the connection between the steering actuator 30 and the steered actuator 32 is separated by the clutch device 29. Function. On the other hand, when the system is abnormal, the vehicle steering device 10 can directly steer the tire 26 by operating the steering wheel 12 by mechanically connecting the steering actuator 30 and the steering actuator 32 by the clutch device 29. become.

次に、クラッチ装置29の構造について詳述する。図2は、クラッチ装置29の軸に平行な断面図である。図3は、図2に示すクラッチ装置29のA−A断面図である。なお、図2は、図3に示すB−B断面に相当する。   Next, the structure of the clutch device 29 will be described in detail. FIG. 2 is a cross-sectional view parallel to the axis of the clutch device 29. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of the clutch device 29 shown in FIG. 2 corresponds to the BB cross section shown in FIG.

クラッチ装置29は、第1の回転軸である環状のハンドル側ハウジング36と、第2の回転軸である環状のタイヤ側ハウジング38と、タイヤ側ハウジング38の径方向に移動できるようにタイヤ側ハウジング38に設けられている係合部としての複数のロックバー40と、を備える。ハンドル側ハウジング36は、内周面に複数のロック溝42が互いに間隔をもって周方向の形成されている。タイヤ側ハウジング38は、ハンドル側ハウジング36と同軸となるように設けられており、クラッチ装置29の側方から見て少なくとも一部がハンドル側ハウジング36と重なるように配置されている。   The clutch device 29 includes an annular handle-side housing 36 that is a first rotating shaft, an annular tire-side housing 38 that is a second rotating shaft, and a tire-side housing that can move in the radial direction of the tire-side housing 38. And a plurality of lock bars 40 serving as engaging portions provided on 38. The handle-side housing 36 has a plurality of locking grooves 42 formed on the inner peripheral surface thereof in the circumferential direction at intervals. The tire-side housing 38 is provided so as to be coaxial with the handle-side housing 36, and is disposed so that at least a part thereof overlaps the handle-side housing 36 when viewed from the side of the clutch device 29.

ハンドル側ハウジング36は、操舵アクチュエータ30と連結されており、ハンドル12の回転に連動して回転する。また、タイヤ側ハウジング38は、転舵アクチュエータ32と連結されており、タイヤの転舵に連動して回転する。クラッチ装置29は、ロックバー40をロック溝42側に向って径方向へ進退させる進退機構44を更に備える。進退機構44の詳細については後述する。   The handle side housing 36 is connected to the steering actuator 30 and rotates in conjunction with the rotation of the handle 12. The tire-side housing 38 is connected to the steering actuator 32 and rotates in conjunction with the steering of the tire. The clutch device 29 further includes an advance / retreat mechanism 44 that advances and retracts the lock bar 40 in the radial direction toward the lock groove 42. Details of the advance / retreat mechanism 44 will be described later.

本実施の形態に係るクラッチ装置29においては、5つのロックバー40が放射状にほぼ等間隔に配置されている。各ロックバー40は、環状のタイヤ側ハウジング38の周面に形成された開口部38aに摺動可能に支持されている。   In the clutch device 29 according to the present embodiment, five lock bars 40 are radially arranged at substantially equal intervals. Each lock bar 40 is slidably supported by an opening 38 a formed on the peripheral surface of the annular tire-side housing 38.

タイヤ側ハウジング38の図2に示す右側の開口部近傍には、バネ受け部材46が固定されている。バネ受け部材46は、小径部46aの外周面に、各ロックバー40に対応するように複数の凸部46bが放射状にほぼ等間隔で配置されている。凸部46bは、付勢部材であるバネ部材50がずれないようにその一端を支持する。また、バネ部材50の他端は、ロックバー40のバネ受け部材46と対向する部分に形成されている凹部40aにより支持されている。そして、バネ部材50は、図2や図3に示す状態では圧縮されている。バネ部材50は、各ロックバー40をロック溝42側に向かって付勢する付勢手段として機能する。   A spring receiving member 46 is fixed in the vicinity of the opening on the right side shown in FIG. In the spring receiving member 46, a plurality of convex portions 46b are radially arranged at substantially equal intervals so as to correspond to the lock bars 40 on the outer peripheral surface of the small diameter portion 46a. The convex portion 46b supports one end thereof so that the spring member 50, which is an urging member, does not shift. The other end of the spring member 50 is supported by a recess 40 a formed in a portion of the lock bar 40 that faces the spring receiving member 46. The spring member 50 is compressed in the state shown in FIGS. The spring member 50 functions as a biasing unit that biases each lock bar 40 toward the lock groove 42 side.

進退機構44は、電気によって駆動するアクチュエータとしてのプル型ソレノイド装置52と、ロックバー40をロック溝42に向かって付勢するバネ部材50と、ロックバー40に作用することでロックバー40の進退を制御するピン54と、ピン54が固定されているアダプタ56と、を有している。   The advancing / retracting mechanism 44 acts as a pull-type solenoid device 52 as an actuator driven by electricity, a spring member 50 that urges the lock bar 40 toward the lock groove 42, and acts on the lock bar 40 to advance and retract the lock bar 40. And an adapter 56 to which the pin 54 is fixed.

プル型ソレノイド装置52は、通電時(クラッチ装置OFF)には軸52aが引き込まれ、非通電時(クラッチ装置ON)には内部にある戻りバネの作用で軸52aが突出するように構成されている。図2は、プル型ソレノイド装置52の通電時の状態を示している。   The pull type solenoid device 52 is configured such that the shaft 52a is pulled in when energized (clutch device is OFF), and the shaft 52a is projected by the action of an internal return spring when not energized (clutch device is ON). Yes. FIG. 2 shows a state where the pull type solenoid device 52 is energized.

ピン54は、ロックバー40の中央部に設けられた貫通孔40bに浸入した状態でロックバー40と係合している。また、ピン54は、図2に示すクラッチ装置OFFの状態でロックバー40の貫通孔40bと当接する第1当接部54aと、後述するクラッチ装置ONの状態でロックバー40の貫通孔40bと当接する第2当接部54bと、第1当接部54aと第2当接部54bとを滑らかにつなぐ傾斜部54cと、を有する。第1当接部54aおよび第2当接部54bは、回転軸Axに沿っており、傾斜部54cは回転軸Axに対して傾斜する。ピン54は、第2当接部54bから第1当接部54aに向かってクラッチ装置29の回転軸Axに近づくように屈曲している。すなわち、第1当接部54aは、第2当接部54bよりロックバー40の根元の凹部40aに近い。なお、第2当接部54bは、必ずしも貫通孔40bの内周壁と当接しなくてもよい。   The pin 54 engages with the lock bar 40 in a state of entering a through hole 40 b provided in the center of the lock bar 40. Further, the pin 54 includes a first contact portion 54a that contacts the through hole 40b of the lock bar 40 in the clutch device OFF state shown in FIG. 2, and a through hole 40b in the lock bar 40 in the clutch device ON state that will be described later. It has the 2nd contact part 54b which contact | abuts, and the inclination part 54c which connects the 1st contact part 54a and the 2nd contact part 54b smoothly. The first contact portion 54a and the second contact portion 54b are along the rotation axis Ax, and the inclined portion 54c is inclined with respect to the rotation axis Ax. The pin 54 is bent so as to approach the rotation axis Ax of the clutch device 29 from the second contact portion 54b toward the first contact portion 54a. That is, the first contact portion 54a is closer to the recess 40a at the base of the lock bar 40 than the second contact portion 54b. The second contact portion 54b does not necessarily have to contact the inner peripheral wall of the through hole 40b.

アダプタ56は、プル型ソレノイド装置52の軸に固定されており、プル型ソレノイド装置52への通電状態に応じて軸方向へ位置が変化する。その際、ピン54も軸方向へ位置が変化する。   The adapter 56 is fixed to the shaft of the pull type solenoid device 52, and its position changes in the axial direction according to the energized state of the pull type solenoid device 52. At that time, the position of the pin 54 also changes in the axial direction.

次に、クラッチ装置の動作を説明する。図2や図3に示すように、クラッチ装置29がOFFの状態、すなわちプル型ソレノイド装置52に通電されている状態では、ロックバー40とロック溝42とが一切係合しない。そのため、操舵アクチュエータ30と転舵アクチュエータ32とは切り離された状態であり、互いの間でトルクは伝達されない。   Next, the operation of the clutch device will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, the lock bar 40 and the lock groove 42 are not engaged at all when the clutch device 29 is OFF, that is, when the pull-type solenoid device 52 is energized. Therefore, the steering actuator 30 and the steering actuator 32 are separated from each other, and torque is not transmitted between them.

より詳細には、プル型ソレノイド装置52に通電されると、プル型ソレノイド装置52の軸とともにアダプタ56が引き込まる。その際、ピン54の第1当接部54aが貫通孔40bの内周壁に当接し、クラッチ装置29がOFFの状態となる位置にロックバー40が規制され、ロック溝42から退避した状態にある   More specifically, when the pull type solenoid device 52 is energized, the adapter 56 is pulled together with the shaft of the pull type solenoid device 52. At this time, the first contact portion 54a of the pin 54 contacts the inner peripheral wall of the through hole 40b, and the lock bar 40 is restricted to a position where the clutch device 29 is in an OFF state, and is retracted from the lock groove 42.

図4は、クラッチ装置29(クラッチON状態)の軸に平行な断面図である。図5は、図4に示すクラッチ装置29のC−C断面図である。なお、図4は、図5に示すD−D断面に相当する。   FIG. 4 is a cross-sectional view parallel to the axis of the clutch device 29 (clutch ON state). 5 is a cross-sectional view of the clutch device 29 shown in FIG. 4 corresponds to the DD cross section shown in FIG.

クラッチ装置29は、システムの故障などで通電が解除され非通電な状態となると、プル型ソレノイド装置52の戻りバネの働きで、それまで引き込まれていたアダプタ56が図4の右方向へ移動する。その結果、ロックバー40の貫通孔40bの内部でのピン54の位置が変化し、ピン54の第2当接部54bが貫通孔40bの内部に位置することになる。その結果、ピン54により位置が規制されていたロックバー40は、ハンドル側ハウジング36のロック溝42に向かって移動できるようになる。   When the clutch device 29 is de-energized due to a system failure or the like and becomes non-energized, the adapter 56 that has been retracted moves to the right in FIG. 4 by the action of the return spring of the pull-type solenoid device 52. . As a result, the position of the pin 54 inside the through hole 40b of the lock bar 40 changes, and the second contact portion 54b of the pin 54 is located inside the through hole 40b. As a result, the lock bar 40 whose position is regulated by the pin 54 can move toward the lock groove 42 of the handle side housing 36.

このように、各ロックバー40は、バネ部材50の付勢力によってハンドル側ハウジング36のロック溝42側に向かってタイヤ側ハウジング38の径方向に移動する力が働くが、図5に示すように、クラッチ装置29では、すべてのロックバー40がそのままロック溝42に入るようには構成されていない。   In this manner, each lock bar 40 is subjected to a force that moves in the radial direction of the tire-side housing 38 toward the lock groove 42 side of the handle-side housing 36 due to the biasing force of the spring member 50, as shown in FIG. The clutch device 29 is not configured so that all the lock bars 40 enter the lock grooves 42 as they are.

つまり、各ロックバー40(以下、適宜ロックバー401〜405と称する場合がある。)と各ロック溝42との位置関係、つまりハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38との位置関係によっては、ロック溝42に入り込むロックバーの組合せは種々変わりうる。図5に示すクラッチ装置29では、ロック溝42に入り込むロックバー401〜403と、ロック溝42に入り込まずにロック溝42同士の間の内周壁部43と当接して止まるロックバー404,405とが存在することになる。つまり、ハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38との任意の回転位相において、ロック溝42に入った状態のロックバー40とロック溝42に入らない状態のロックバー40とが存在する。   That is, depending on the positional relationship between each lock bar 40 (hereinafter sometimes referred to as lock bars 401 to 405 as appropriate) and each lock groove 42, that is, the positional relationship between the handle-side housing 36 and the tire-side housing 38, The combination of lock bars that enter the groove 42 can vary. In the clutch device 29 shown in FIG. 5, lock bars 401 to 403 that enter the lock groove 42, and lock bars 404 and 405 that do not enter the lock groove 42 and come into contact with the inner peripheral wall 43 between the lock grooves 42 and stop. Will exist. In other words, at an arbitrary rotational phase between the handle-side housing 36 and the tire-side housing 38, there are the lock bar 40 that is in the lock groove 42 and the lock bar 40 that is not in the lock groove 42.

図5に示す状態は、クラッチ装置29が完全にクラッチONとなった場合であるが、プル型ソレノイド装置52への通電が解除されたと同時に、常にこの状態に至る訳ではない。以下では、通常のハンドル12の操作によってクラッチ装置29が完全にクラッチONとなるまでの動作について更に詳述する。   The state shown in FIG. 5 is a case where the clutch device 29 is completely turned on, but this state is not always reached at the same time as the energization of the pull-type solenoid device 52 is released. Hereinafter, the operation until the clutch device 29 is completely turned on by the normal operation of the handle 12 will be described in more detail.

図11は、図5に示す状態からハンドル側ハウジング36が矢印R2方向へわずかに回転した位置にあるクラッチ装置の断面図である。例えば、図5に示す状態からハンドル側ハウジング36が矢印R2方向へわずかに回転した位置にある場合(タイヤ側ハウジング38は図5に示す状態のまま)、ロックバー401,402は、ロック溝42に入り込むものの、ロックバー403,404,405は、ハンドル側ハウジング36の内周壁にある突起部43に当接した状態である。また、この場合には、ロック溝42に入り込んだロックバー401,402は、いずれもロック溝42の側面42a,42bに当接していない。そのため、ハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38との間には、回転方向において遊びが存在している。   11 is a cross-sectional view of the clutch device in which the handle side housing 36 is slightly rotated in the direction of arrow R2 from the state shown in FIG. For example, when the handle side housing 36 is in a position slightly rotated in the direction of arrow R2 from the state shown in FIG. 5 (the tire side housing 38 remains in the state shown in FIG. 5), the lock bars 401 and 402 have the lock groove 42. Although entering, the lock bars 403, 404, 405 are in contact with the protrusion 43 on the inner peripheral wall of the handle-side housing 36. In this case, the lock bars 401 and 402 that have entered the lock groove 42 are not in contact with the side surfaces 42 a and 42 b of the lock groove 42. Therefore, there is play in the rotational direction between the handle-side housing 36 and the tire-side housing 38.

そして、この状態からハンドル側ハウジング36を矢印R1方向へ回転すると、ロックバー401がロック溝42の一方の側面42aに当接し係合した際に、ロックバー403がロック溝42に入り、ロック溝42の他方の側面42bと係合する。その結果、図5に示すように、ロック溝421に入り込んで一方の側面42aと係合するロックバー401とロック溝423に入り込んで他方の側面42bと係合するロックバー403とにより、ハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38との間の回転方向の遊びがほぼなくなり(ロック状態)、ハンドル側ハウジング36の回転力をタイヤ側ハウジング38へ確実に伝達することができる。   When the handle housing 36 is rotated in the direction of the arrow R1 from this state, the lock bar 403 enters the lock groove 42 when the lock bar 401 contacts and engages one side surface 42a of the lock groove 42, and the lock groove 401 The other side surface 42b of 42 is engaged. As a result, as shown in FIG. 5, the lock bar 401 that enters the lock groove 421 and engages the one side surface 42a and the lock bar 403 that enters the lock groove 423 and engages the other side surface 42b, The play in the rotational direction between the housing 36 and the tire side housing 38 is substantially eliminated (locked state), and the rotational force of the handle side housing 36 can be reliably transmitted to the tire side housing 38.

このように、本実施の形態に係るクラッチ装置29において、複数のロックバー40は、プル型ソレノイド52を含む進退機構44によって複数のロック溝42に向かって移動した場合、ハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38との回転位相差にかかわらず、複数のロック溝42のうちいずれか一つの第1溝部であるロック溝421に入るロックバー401と、ロックバー401が、ロック溝421に入った状態で左回りの回転方向(図17に示す矢印R2方向)へ移動し、ロック溝421の2つの側面42a,42bのうち一方の回転方向(矢印R2方向)側の側面42aに係合した際に、ロック溝421と異なる第2溝部としてのロック溝423に入るロックバー403と、を有する。ロックバー403は、ロック溝423に入った際に、ロック溝423の2つの側面42a,42bのうち他方の回転方向(矢印R1方向)側の側面42bに係合するように構成されている。   Thus, in the clutch device 29 according to the present embodiment, when the plurality of lock bars 40 are moved toward the plurality of lock grooves 42 by the advance / retreat mechanism 44 including the pull type solenoid 52, the handle side housing 36 and the tire Regardless of the rotational phase difference with the side housing 38, the lock bar 401 entering the lock groove 421, which is one of the plurality of lock grooves 42, and the lock bar 401 entering the lock groove 421 Is moved in the counterclockwise direction of rotation (in the direction of arrow R2 shown in FIG. 17) and engaged with one of the two side surfaces 42a and 42b of the lock groove 421 on the side surface 42a on the rotational direction (in the direction of arrow R2). And a lock bar 403 that enters a lock groove 423 as a second groove portion different from the lock groove 421. When the lock bar 403 enters the lock groove 423, the lock bar 403 is configured to engage with the side surface 42b on the other rotation direction (arrow R1 direction) side of the two side surfaces 42a and 42b of the lock groove 423.

これにより、クラッチ装置29は、進退機構44により各ロックバー40をロック溝42から退避させることで、車両操舵装置10をハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38とのトルクの伝達がない分離状態にできる。一方、クラッチ装置29は、進退機構44によりハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38とが接続されている状態(ロック状態)では、ハンドル側ハウジング36が一方の回転方向(例えば矢印R1方向)に回転した場合は、ロックバー401がロック溝421の2つの側面のうち他方の回転方向(矢印R2方向)側の側面42aに係合しているため、遊びがほとんどない状態でトルクをタイヤ側ハウジング38に伝達できる。また、ハンドル側ハウジング36が他方の回転方向(例えば矢印R2方向)に回転した場合は、ロックバー403がロック溝423の2つの側面のうち一方の回転方向(矢印R1方向)側の側面42bに係合しているため、遊びがほとんどない状態でトルクをタイヤ側ハウジング38に伝達できる。   Accordingly, the clutch device 29 retracts each lock bar 40 from the lock groove 42 by the advance / retreat mechanism 44, so that the vehicle steering device 10 is in a separated state in which no torque is transmitted between the handle side housing 36 and the tire side housing 38. it can. On the other hand, the clutch device 29 rotates in one rotation direction (for example, the direction of the arrow R1) when the handle side housing 36 and the tire side housing 38 are connected by the advance / retreat mechanism 44 (locked state). In this case, since the lock bar 401 is engaged with the side surface 42a on the other rotation direction (arrow R2 direction) side of the two side surfaces of the lock groove 421, the torque is applied to the tire side housing 38 with little play. Can communicate to. When the handle-side housing 36 rotates in the other rotation direction (for example, the direction of the arrow R2), the lock bar 403 moves to the side surface 42b on the one rotation direction (the direction of the arrow R1) of the two side surfaces of the lock groove 423. Because of the engagement, torque can be transmitted to the tire-side housing 38 with little play.

また、クラッチ装置29は、プル型ソレノイド装置52に通電した際の動作によりバネ部材50の付勢力より大きな力でロックバー40をロック溝42から退避させるとともに、プル型ソレノイド装置52への通電が解除された場合にはバネ部材50の付勢力によりロックバー402やロックバー403がロック溝42に入るように構成されている。これにより、プル型ソレノイド装置52への通電が行われなくなった非常時には、ロックバー402やロックバー403がロック溝42に入ることでハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38との接続が即座に行われる。進退機構44は、ロックバー40をロック溝42側へ進行させるための進行動作、または、ロックバー40をロック溝42側から退避させるための退避動作を行う。進行動作を実行する場合は進退機構44への通電がOFFされ、退避動作を実行する場合は進退機構44への通電がONされる。   Further, the clutch device 29 retracts the lock bar 40 from the lock groove 42 with a force larger than the urging force of the spring member 50 by the operation when the pull-type solenoid device 52 is energized, and the pull-type solenoid device 52 is energized. When released, the lock bar 402 and the lock bar 403 are configured to enter the lock groove 42 by the urging force of the spring member 50. As a result, in the event of an emergency when the pull-type solenoid device 52 is no longer energized, the lock bar 402 and the lock bar 403 enter the lock groove 42 so that the handle side housing 36 and the tire side housing 38 are immediately connected. Is called. The advance / retreat mechanism 44 performs an advance operation for moving the lock bar 40 toward the lock groove 42 or a retract operation for retracting the lock bar 40 from the lock groove 42 side. When the advance operation is executed, the energization to the advance / retreat mechanism 44 is turned off, and when the retreat operation is executed, the energization to the advance / retreat mechanism 44 is turned on.

次に、ロックバー40とロック溝42との好適な関係について説明する。図6は、ロックバー40とロック溝42の形状を説明するための図である。図7は、図6に示すロックバーとロック溝との関係を直線状に示した模式図である。   Next, a preferred relationship between the lock bar 40 and the lock groove 42 will be described. FIG. 6 is a view for explaining the shapes of the lock bar 40 and the lock groove 42. FIG. 7 is a schematic diagram showing the relationship between the lock bar and the lock groove shown in FIG. 6 in a straight line.

図6、図7に示すように、複数のロック溝42の数をn[個]、ロック溝42のピッチをP、複数のロックバー40の数をN[個]、複数のロック溝42に入るロックバー40の数をNx[個]、ロックバー40の幅をW[deg]、ロック溝42の幅をB1[deg]、ロック溝42と隣接するロック溝42との距離(内周壁部43の幅)をB2[deg]、ロック溝42にロックバー40を係合させる際のズレ角度(接続時ズレ角度)をδ[deg]とすると、本実施の形態に係るクラッチ装置29における各パラメータは表1に示すように設定されている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the number of the plurality of lock grooves 42 is n [pieces], the pitch of the lock grooves 42 is P, the number of the plurality of lock bars 40 is N [pieces], and the plurality of lock grooves 42 are The number of lock bars 40 to be entered is Nx [pieces], the width of the lock bar 40 is W [deg], the width of the lock groove 42 is B1 [deg], and the distance between the lock groove 42 and the adjacent lock groove 42 (inner peripheral wall portion) 43) is B2 [deg], and a shift angle (a shift angle at the time of connection) when the lock bar 40 is engaged with the lock groove 42 is δ [deg], the clutch device 29 according to the present embodiment The parameters are set as shown in Table 1.

Figure 2014062632
Figure 2014062632

また、各パラメータは
P=360/n・・・式(1)
B1≒W+(δ×(Nx−1))・・・式(2)
δ=P/N・・・式(3)
の各式を満たすように設定されている。なお、各式の数値は、設計の自由度や部品の公差などによって多少の誤差は許容される。
Each parameter is P = 360 / n (1)
B1≈W + (δ × (Nx−1)) (2)
δ = P / N (3)
It is set to satisfy each formula of It should be noted that the numerical values in each equation can be allowed to have some errors depending on the degree of freedom of design and the tolerance of parts.

これにより、ハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38との相対的な位相がどんな場合でも、少なくとも一つのロックバー40は常にロック溝42に入りうる位置になる。また、ハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38との接続(ロック)時のズレ角度δを考慮した設計が可能となる。ここで、接続時のズレ角度δとは、ハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38との相対的な位相がどんな場合であっても、一方を他方に対して接続時ズレ角度δだけ回転させれば、クラッチ装置29においてクラッチON状態(ロック状態)が実現される角度を示すパラメータである。つまり、接続時のズレ角度δを小さく設定すれば、システム異常時においてもわずかなハンドル操作で操舵アクチュエータ30と転舵アクチュエータ32とが機械的に連結されることとなり、車両操舵装置10のフェールセーフの応答性の向上が図られる。   As a result, at least one lock bar 40 can always enter the lock groove 42 regardless of the relative phase between the handle-side housing 36 and the tire-side housing 38. In addition, a design in consideration of a deviation angle δ at the time of connecting (locking) the handle side housing 36 and the tire side housing 38 is possible. Here, the displacement angle δ at the time of connection means that one of the relative phases of the handle-side housing 36 and the tire-side housing 38 can be rotated with respect to the other by the displacement angle δ at the time of connection. For example, it is a parameter indicating an angle at which the clutch ON state (locked state) is realized in the clutch device 29. That is, if the deviation angle δ at the time of connection is set to be small, the steering actuator 30 and the steering actuator 32 are mechanically coupled by a slight steering operation even when the system is abnormal. Responsiveness is improved.

前述のように、車両操舵装置10は、車両を操舵するために回転されるハンドル12と、ハンドル12の操作量に応じた情報を検出する操舵角度センサ14と、タイヤ26を転舵するラックアンドピニオン機構34と、ラックアンドピニオン機構34を駆動する転舵モータ24と、ハンドル12とラックアンドピニオン機構34との間に配置され、ハンドル12とラックアンドピニオン機構34との間のトルクの伝達および遮断の切替えを行うクラッチ装置29と、クラッチ装置29によりトルクが遮断された状態で転舵モータ24を駆動し、操作量に応じた情報に基づいて転舵量を制御するECU28と、を備えている。ハンドル12は、ハンドル側ハウジング36と連結されており、ラックアンドピニオン機構34は、タイヤ側ハウジング38と連結されており、クラッチ装置29は、ハンドル12とラックアンドピニオン機構34との間のトルクが伝達可能な状態で、ハンドル12の操作に応じて車輪の舵角が変化するようにハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38とが機械的に連結されている。   As described above, the vehicle steering apparatus 10 includes the handle 12 that is rotated to steer the vehicle, the steering angle sensor 14 that detects information according to the operation amount of the handle 12, and the rack and wheel that steers the tire 26. The pinion mechanism 34, the steering motor 24 that drives the rack and pinion mechanism 34, the handle 12 and the rack and pinion mechanism 34 are disposed between the handle 12 and the rack and pinion mechanism 34, and torque transmission and A clutch device 29 that performs switching of shut-off, and an ECU 28 that drives the steered motor 24 in a state where the torque is shut off by the clutch device 29 and controls the steered amount based on information according to the operation amount. Yes. The handle 12 is connected to the handle side housing 36, the rack and pinion mechanism 34 is connected to the tire side housing 38, and the clutch device 29 has a torque between the handle 12 and the rack and pinion mechanism 34. The handle-side housing 36 and the tire-side housing 38 are mechanically connected so that the steering angle of the wheel changes according to the operation of the handle 12 in a state where transmission is possible.

これにより、クラッチ装置29によりトルクが遮断された状態で転舵モータ24を駆動し、ハンドル12の操作量に応じた情報に基づいて転舵量を制御している場合には、ラックアンドピニオン機構34からハンドル12へトルク変動などが伝達されないため、操舵フィーリングを向上できる。   Thereby, when the steering motor 24 is driven in a state where the torque is interrupted by the clutch device 29 and the steering amount is controlled based on the information corresponding to the operation amount of the handle 12, the rack and pinion mechanism is used. Since the torque fluctuation or the like is not transmitted from 34 to the steering wheel 12, the steering feeling can be improved.

図5に戻る。このようなクラッチ装置29において、プル型ソレノイド装置52を通電OFFにした状態、すなわち車両の電源をOFFした状態で長期間放置した場合、錆などの原因によりロックバー40がタイヤ側ハウジング38の一部に固着するおそれがある。ここで仮に図5に示すロックバー404やロックバー405がタイヤ側ハウジング38に固着している場合、その他のロックバー40が正常に動作するならば、その他のロックバー40がロック溝42に入ることでクラッチ装置29を接続することが可能である。このように、最初からロック溝42に入っていないロックバー40が固着しても、クラッチ装置29は正常に動作する場合があり、異常の検出が難しい。そのため各ロックバー40の状態について動作確認をすることが好ましい。   Returning to FIG. In such a clutch device 29, when the pull-type solenoid device 52 is turned off, that is, when it is left for a long time with the vehicle power turned off, the lock bar 40 may become part of the tire side housing 38 due to rust or the like. There is a risk of sticking to the part. Here, if the lock bar 404 or the lock bar 405 shown in FIG. 5 is fixed to the tire-side housing 38, if the other lock bar 40 operates normally, the other lock bar 40 enters the lock groove 42. Thus, the clutch device 29 can be connected. Thus, even if the lock bar 40 that has not entered the lock groove 42 from the beginning is fixed, the clutch device 29 may operate normally and it is difficult to detect an abnormality. Therefore, it is preferable to check the operation of each lock bar 40.

図8は、動作確認部100の機能ブロックを示す図である。動作確認部100は、情報取得部102、選択部104、位置調整部106、検出部108およびクラッチ処理部110を備える。動作確認部100は、ECU28に含まれ、各ロックバー40の動作を確認する。情報取得部102は、操舵角度センサ14、トルクセンサ16、転舵角度センサ22、イグニッションスイッチのON/OFFなどの情報を取得する。   FIG. 8 is a diagram illustrating functional blocks of the operation confirmation unit 100. The operation confirmation unit 100 includes an information acquisition unit 102, a selection unit 104, a position adjustment unit 106, a detection unit 108, and a clutch processing unit 110. The operation confirmation unit 100 is included in the ECU 28 and confirms the operation of each lock bar 40. The information acquisition unit 102 acquires information such as ON / OFF of the steering angle sensor 14, the torque sensor 16, the turning angle sensor 22, and the ignition switch.

選択部104は、動作確認時に各ロックバー40のうち動作確認の対象となる1つ以上のロックバー40を選択する。選択部104に選択されたロックバー40の動作確認が実行されると、選択部104は次のロックバー40を選択する。この実施例ではまず最初に選択部104は図5に示す2つのロックバー401、ロックバー403を確認対象として選択する。   The selection unit 104 selects one or more lock bars 40 to be checked for operation from among the lock bars 40 when checking the operation. When the operation check of the lock bar 40 selected by the selection unit 104 is executed, the selection unit 104 selects the next lock bar 40. In this embodiment, the selection unit 104 first selects two lock bars 401 and 403 shown in FIG. 5 as confirmation targets.

選択部104は、各ロックバー40に番号を付して管理し、動作確認をする際に、全ての番号のロックバー40の動作確認が実行されるように、各ロックバー40のうちいずれかを選択する。動作確認部100は、選択されたロックバー40の動作確認を実行した後、未選択の番号のロックバー40の動作確認を実行し、全ての番号のロックバー40の動作確認を実行して動作確認を終える。   The selection unit 104 assigns a number to each lock bar 40, manages the lock bar 40, and checks the operation of the lock bars 40 of all the numbers when checking the operation. Select. After confirming the operation of the selected lock bar 40, the operation confirmation unit 100 confirms the operation of the lock bars 40 with unselected numbers, and confirms the operation of the lock bars 40 with all the numbers. Finish the confirmation.

例えば選択部104は、ロックバー401、ロックバー403を選択して動作確認し、次にロックバー402、ロックバー404を選択して動作確認し、次にロックバー403、ロックバー405を選択して、全てのロックバー40を選択する。選択されるロックバー40には未選択のロックバー40が必ず含まれている。このように、各ロックバー40を個別に動作確認をすることで、各ロックバー40の状態を検出できる。動作確認部100は全てのロックバー40について動作確認が終了するまで、車両走行を禁止してよい。   For example, the selection unit 104 selects the lock bar 401 and the lock bar 403 and confirms the operation, then selects the lock bar 402 and the lock bar 404 to confirm the operation, and then selects the lock bar 403 and the lock bar 405. All the lock bars 40 are selected. The selected lock bar 40 always includes an unselected lock bar 40. Thus, the state of each lock bar 40 can be detected by confirming the operation of each lock bar 40 individually. The operation confirmation unit 100 may prohibit the vehicle from traveling until the operation confirmation for all the lock bars 40 is completed.

位置調整部106は、各ロックバー40をロック溝42側に進行させたときに選択されたロックバー40がロック溝42に入るように、ハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38との回転位相を調整する。位置調整部106は、ロックバー401およびロックバー403がロック溝421およびロック溝423にそれぞれ入るように操舵反力モータ18や転舵モータ24を駆動させて、回転位相を調整する。位置調整部106は、回転位相を調整すると、ロックバー40の番号とその回転位相とを記憶させ、次のロックバー40の位置調整に記憶した回転位相を用いる。位置調整部106は、回転位相の調整だけでなく、検出部108の指示に応じて操舵反力モータ18および転舵モータ24を駆動する。位置調整部106による位置調整が終わると、進退機構44によるロックバー40の進行動作が実行される。   The position adjusting unit 106 adjusts the rotational phases of the handle side housing 36 and the tire side housing 38 so that the selected lock bar 40 enters the lock groove 42 when each lock bar 40 is advanced to the lock groove 42 side. adjust. The position adjustment unit 106 adjusts the rotational phase by driving the steering reaction force motor 18 and the turning motor 24 so that the lock bar 401 and the lock bar 403 enter the lock groove 421 and the lock groove 423, respectively. When adjusting the rotation phase, the position adjustment unit 106 stores the number of the lock bar 40 and the rotation phase thereof, and uses the rotation phase stored in the next position adjustment of the lock bar 40. The position adjustment unit 106 drives the steering reaction force motor 18 and the steering motor 24 in accordance with an instruction from the detection unit 108 as well as the adjustment of the rotation phase. When the position adjustment by the position adjustment unit 106 is completed, the advance operation of the lock bar 40 by the advance / retreat mechanism 44 is executed.

検出部108は、位置調整部106により回転位相が調整された状態で、進退機構44が進行動作を行った後、ハンドル側ハウジング36およびタイヤ側ハウジング38の一方を所定の方向に回転させて選択されたロックバー40とロック溝42との係合状態を検出する。検出部108がロックバー40とロック溝42との係合状態を検出するとは、正常、異常かだけでなく、摩耗状態も検出する。   The detection unit 108 is selected by rotating one of the handle-side housing 36 and the tire-side housing 38 in a predetermined direction after the advance / retreat mechanism 44 performs the advancing operation in a state where the rotational phase is adjusted by the position adjusting unit 106. The engaged state between the locked lock bar 40 and the lock groove 42 is detected. When the detection unit 108 detects the engagement state between the lock bar 40 and the lock groove 42, it detects not only normality and abnormality but also a wear state.

具体的に、動作確認処理において検出部108は、操舵反力モータ18によりハンドル側ハウジング36を保持させて、転舵モータ24によりタイヤ側ハウジング38を所定の方向に回転させる。この結果、検出部108は、ハンドル側ハウジング36の回転角とタイヤ側ハウジング38の回転角の差(相対回転量)が、所定の閾値以下であり、かつ、トルクセンサ16のトルクが所定値以上であることが満たされなければ正常でないと検出される。つまり、クラッチ装置29の接続状態において一方の回転軸にトルクを付与して、トルクの伝達量、および、両回転軸の相対的な位相の差の少なくとも一方にもとづいて係合状態を検出する。このように検出部108は、所定のロックバー40の係合状態を確認できる。なお、動作確認処理において、操舵反力モータ18によりハンドル側ハウジング36を保持させて、転舵モータ24によりタイヤ側ハウジング38を回転させる態様を示したが、この態様に限られず、転舵モータ24によりタイヤ側ハウジング38を保持させて、操舵反力モータ18によりハンドル側ハウジング36を回転させる態様であってよい。   Specifically, in the operation confirmation process, the detection unit 108 holds the handle side housing 36 by the steering reaction force motor 18 and rotates the tire side housing 38 in a predetermined direction by the steering motor 24. As a result, the detection unit 108 determines that the difference between the rotation angle of the handle-side housing 36 and the rotation angle of the tire-side housing 38 (relative rotation amount) is equal to or less than a predetermined threshold value, and the torque of the torque sensor 16 is equal to or greater than a predetermined value. If it is not satisfied, it is detected as not normal. That is, torque is applied to one rotating shaft in the connected state of the clutch device 29, and the engaged state is detected based on at least one of the torque transmission amount and the relative phase difference between the rotating shafts. In this way, the detection unit 108 can confirm the engagement state of the predetermined lock bar 40. In the operation confirmation process, the steering side reaction motor 18 holds the handle side housing 36 and the steering motor 24 rotates the tire side housing 38. However, the present invention is not limited to this mode. Thus, the tire side housing 38 may be held by the steering reaction force motor 18 and the handle side housing 36 may be rotated.

また、検出部108は、ハンドル側ハウジング36およびタイヤ側ハウジング38の一方を所定の方向に回転させてロックバー401とロック溝42との係合状態を検出した後、所定の方向とは逆方向にハンドル側ハウジング36およびタイヤ側ハウジング38の一方を回転させて、ロックバー403とロック溝423との係合状態を検出する。図5に示す態様では、ハンドル側ハウジング36を保持してタイヤ側ハウジング38を反時計回り方向R2に回転させて、ロックバー401とロック溝42の側面42aの係合状態を確認し、ハンドル側ハウジング36を保持したままタイヤ側ハウジング38を時計回り方向R1に回転させて、ロックバー403とロック溝42の側面42bとの係合状態を確認する。このように2方向にトルクを付与することで、ロックバー401およびロックバー403の両方の動作確認ができる。   Further, the detection unit 108 rotates one of the handle side housing 36 and the tire side housing 38 in a predetermined direction to detect the engagement state between the lock bar 401 and the lock groove 42, and then reverses the predetermined direction. One of the handle side housing 36 and the tire side housing 38 is rotated to detect the engagement state between the lock bar 403 and the lock groove 423. In the embodiment shown in FIG. 5, the handle side housing 36 is held and the tire side housing 38 is rotated in the counterclockwise direction R2, and the engagement state between the lock bar 401 and the side surface 42a of the lock groove 42 is confirmed. The tire-side housing 38 is rotated in the clockwise direction R1 while holding the housing 36, and the engagement state between the lock bar 403 and the side surface 42b of the lock groove 42 is confirmed. Thus, by applying torque in two directions, it is possible to confirm the operation of both the lock bar 401 and the lock bar 403.

検出部108は、ハンドル側ハウジング36およびタイヤ側ハウジング38の一方を所定の方向に回転させてから、所定の方向とは逆方向にハンドル側ハウジング36およびタイヤ側ハウジング38の一方を回転させた際の両回転軸の回転角の差、すなわち両回転軸間の回転方向のガタツキが、第1閾値より大きい場合はロックバー40とロック溝42との係合状態が異常であると検出し、第1閾値以下で第2閾値より大きい場合はロックバー40が摩耗状態であると検出し、第2閾値以下である場合は正常であると検出する。クラッチ装置29の両回転軸の位相のずれを3段階に分けて、異常、正常のみならずロックバー40とロック溝42の係合状態が摩耗状態にあるか検出できる。   The detection unit 108 rotates one of the handle side housing 36 and the tire side housing 38 in a predetermined direction, and then rotates one of the handle side housing 36 and the tire side housing 38 in a direction opposite to the predetermined direction. If the difference between the rotation angles of the two rotation shafts, i.e., the backlash in the rotation direction between the two rotation shafts, is larger than the first threshold, it is detected that the engagement state between the lock bar 40 and the lock groove 42 is abnormal, If it is less than or equal to one threshold and greater than the second threshold, it is detected that the lock bar 40 is in a worn state, and if it is less than or equal to the second threshold, it is detected that it is normal. The phase shift between the two rotation shafts of the clutch device 29 can be divided into three stages, and it can be detected whether the engagement state of the lock bar 40 and the lock groove 42 is not only abnormal or normal but also in a worn state.

ハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38の両回転軸の回転角の差が、第2閾値以下であれば、クラッチ装置29の係合状態において、両回転軸間の回転方向のガタツキはほとんどない。   If the difference between the rotation angles of both the rotation shafts of the handle-side housing 36 and the tire-side housing 38 is equal to or smaller than the second threshold value, there is almost no backlash in the rotation direction between the rotation shafts when the clutch device 29 is engaged.

一方、ハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38の両回転軸の回転角の差が第1閾値より大きい場合、クラッチ装置29の係合状態において、少なくとも1組のロックバー40とロック溝42が係合していない状態であり、両回転軸の回転方向のガタツキが予め設定した許容量を越える状態となる。例えば、図5において、ロックバー401がロック溝421に係合していない、あるいは、ロックバー403がロック溝423に係合していない状態であり、図5に示す位相Aが両回転軸間の回転方向のガタツキである。   On the other hand, when the difference between the rotation angles of the rotating shafts of the handle side housing 36 and the tire side housing 38 is larger than the first threshold value, at least one set of the lock bar 40 and the lock groove 42 are engaged when the clutch device 29 is engaged. In this state, the backlash in the rotational direction of both rotary shafts exceeds a preset allowable amount. For example, in FIG. 5, the lock bar 401 is not engaged with the lock groove 421, or the lock bar 403 is not engaged with the lock groove 423, and the phase A shown in FIG. This is a backlash in the rotation direction.

図5に示す位相Aは、ロック溝42の周方向幅(すなわち図6のB1)からロックバー40の周方向幅(すなわち図6のW)を減算して、半分にした値である。また、前述の両回転軸の回転方向のガタツキの許容量は、位相A以下に設定される。   The phase A shown in FIG. 5 is a value obtained by subtracting the circumferential width of the lock bar 40 (ie, W in FIG. 6) from the circumferential width of the lock groove 42 (ie, B1 in FIG. 6). In addition, the allowable amount of backlash in the rotational direction of the two rotary shafts is set to be equal to or less than the phase A.

またハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38の両回転軸の回転角の差が第1閾値以下で、第2閾値より大きい場合、少なくともロックバー40あるいは、ロック溝42のいずれか一方が摩耗状態であって、クラッチ装置29の係合状態において、両回転軸間の回転方向のガタツキが比較的大きいものの、予め設定した許容量を越えない状態である。摩耗状態を検出することで、経時的な変化を把握することが可能であり、摩耗の増大に伴うクラッチ装置29の故障を未然に防止することができる。なお、第1閾値は、図5に示す位相A相当に設定され、第2閾値は、摩耗によるクラッチ装置29の故障が未然に防止可能な所定量以下に設定される。   Further, when the difference between the rotation angles of the rotating shafts of the handle side housing 36 and the tire side housing 38 is equal to or smaller than the first threshold value and larger than the second threshold value, at least one of the lock bar 40 and the lock groove 42 is in a worn state. In the engaged state of the clutch device 29, the backlash in the rotational direction between the two rotation shafts is relatively large, but does not exceed a preset allowable amount. By detecting the wear state, it is possible to grasp a change with time, and it is possible to prevent a failure of the clutch device 29 accompanying an increase in wear. The first threshold value is set to be equivalent to the phase A shown in FIG. 5, and the second threshold value is set to a predetermined amount or less that can prevent the clutch device 29 from being damaged due to wear.

クラッチ処理部110は、ロックバー40の進退動作の異常と判定されると、異常時の処理を実行する。クラッチ処理部110は、表示装置を介して運転者にクラッチ装置29の異常を示し、クラッチ装置29の異常を検出するとクラッチ装置29の接続の解除を禁止する。また、クラッチ処理部110は、摩耗状態であると検出するとその旨を運転者に示す。   When it is determined that the forward / backward movement of the lock bar 40 is abnormal, the clutch processing unit 110 executes processing at the time of abnormality. The clutch processing unit 110 indicates an abnormality of the clutch device 29 to the driver via the display device, and prohibits the release of the clutch device 29 when the abnormality of the clutch device 29 is detected. Further, when the clutch processing unit 110 detects that it is in a worn state, it indicates to that effect to the driver.

図9は、ロックバー40の動作確認処理を示すフローチャートである。動作確認部100は、車両の駆動を開始するとき、たとえばイグニッションスイッチがONされた場合に動作確認処理を実行する。なお、図9および図10の第1および第2閾値の序数は図面登場順に第1、第2と示している。   FIG. 9 is a flowchart showing the operation confirmation process of the lock bar 40. The operation confirmation unit 100 performs an operation confirmation process when starting driving of the vehicle, for example, when an ignition switch is turned on. The ordinal numbers of the first and second threshold values in FIGS. 9 and 10 are shown as first and second in the order in which the drawings appear.

選択部104は、各ロックバー40のうち、本処理で未だ選択されていないロックバー40を動作確認の対象として選択する(S112)。位置調整部106は、選択部104により選択されたロックバー40が、ロック溝42に入るようにハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38との回転位相を調整する(S114)。   The selection unit 104 selects a lock bar 40 that has not been selected in the present process from among the lock bars 40 as an operation check target (S112). The position adjustment unit 106 adjusts the rotational phase of the handle side housing 36 and the tire side housing 38 so that the lock bar 40 selected by the selection unit 104 enters the lock groove 42 (S114).

位置調整部106は、回転位相の調整を終えた後、進退機構44によりロックバー40の進行動作を行う(S116)。これにより、正常ならばロックバー40とロック溝42が係合状態になり、クラッチ装置29が接続された状態になる。   After completing the adjustment of the rotation phase, the position adjustment unit 106 performs the advance operation of the lock bar 40 by the advance / retreat mechanism 44 (S116). Thereby, if it is normal, the lock bar 40 and the lock groove 42 are engaged, and the clutch device 29 is connected.

検出部108は、操舵反力モータ18によりハンドル側ハウジング36を保持させ(S118)、転舵モータ24によりタイヤ側ハウジング38に所定の方向のトルクを付与させる(S120)。このとき、検出部108は、ハンドル側ハウジング36およびタイヤ側ハウジング38の回転角の差が第1閾値以下、かつ、トルクセンサ16のトルクが所定値以上であるか判定する(S122)。   The detection unit 108 holds the handle side housing 36 by the steering reaction force motor 18 (S118), and applies the torque in a predetermined direction to the tire side housing 38 by the steering motor 24 (S120). At this time, the detection unit 108 determines whether the difference between the rotation angles of the handle-side housing 36 and the tire-side housing 38 is equal to or less than a first threshold value and the torque of the torque sensor 16 is equal to or greater than a predetermined value (S122).

回転角の差が第2閾値以下、かつ、トルクセンサ16のトルクが所定値以上でなければ(S122のN)、検出部108はロックバー40とロック溝42の係合状態が異常であると判定する(S126)。一方、回転角の差が第2閾値以下、かつ、トルクセンサ16のトルクが所定値以上であれば(S122のY)、検出部108はロックバー40とロック溝42の係合状態が正常であると判定する(S124)。   If the difference in rotation angle is not greater than the second threshold and the torque of the torque sensor 16 is not greater than or equal to the predetermined value (N in S122), the detection unit 108 indicates that the engagement state between the lock bar 40 and the lock groove 42 is abnormal. Determination is made (S126). On the other hand, if the rotation angle difference is equal to or smaller than the second threshold and the torque of the torque sensor 16 is equal to or greater than the predetermined value (Y in S122), the detecting unit 108 is in a normal engagement state between the lock bar 40 and the lock groove 42. It is determined that there is (S124).

検出部108の判定結果が出ると、全てのロックバー40の動作確認が終了したか判定する(S128)。全てのロックバー40の動作確認が終了していなければ(S128のN)、最初に戻って選択部104により別のロックバー40が選択され(S112)、全てのロックバー40の動作確認が終了していれば(S128のY)、本処理を終了する。このように、タイヤ側ハウジング38に一方向のトルクを与えるだけで、特定のロックバー40の動作確認を1本ずつすることができる。   When the determination result of the detection unit 108 is obtained, it is determined whether or not the operation confirmation of all the lock bars 40 has been completed (S128). If the operation confirmation of all the lock bars 40 has not been completed (N in S128), the selection unit 104 returns to the beginning to select another lock bar 40 (S112), and the operation confirmation of all the lock bars 40 is completed. If so (Y of S128), this process is terminated. As described above, the operation of the specific lock bar 40 can be confirmed one by one only by applying a torque in one direction to the tire-side housing 38.

図10は、変形例のロックバー40の動作確認処理を示すフローチャートである。動作確認部100は、車両の駆動を開始するとき、たとえばイグニッションスイッチがONされた場合に動作確認処理を実行する。   FIG. 10 is a flowchart showing an operation confirmation process of the lock bar 40 according to the modification. The operation confirmation unit 100 performs an operation confirmation process when starting driving of the vehicle, for example, when an ignition switch is turned on.

選択部104は、各ロックバー40のうち、本処理で未だ選択されていないロックバー40を動作確認の対象として選択する(S12)。位置調整部106は、選択部104により選択されたロックバー40が、ロック溝42に入るようにハンドル側ハウジング36とタイヤ側ハウジング38との回転位相を調整する(S14)。   The selection unit 104 selects a lock bar 40 that has not yet been selected in the present process from among the lock bars 40 as an operation check target (S12). The position adjustment unit 106 adjusts the rotational phase of the handle side housing 36 and the tire side housing 38 so that the lock bar 40 selected by the selection unit 104 enters the lock groove 42 (S14).

位置調整部106は、回転位相の調整を終えた後、進退機構44によりロックバー40の進行動作を行う(S16)。これにより、正常ならばロックバー40とロック溝42が係合状態になり、クラッチ装置29が接続された状態になる。   After completing the adjustment of the rotation phase, the position adjustment unit 106 performs the advance operation of the lock bar 40 by the advance / retreat mechanism 44 (S16). Thereby, if it is normal, the lock bar 40 and the lock groove 42 are engaged, and the clutch device 29 is connected.

検出部108は、操舵反力モータ18によりハンドル側ハウジング36を保持させ(S18)、転舵モータ24によりタイヤ側ハウジング38に所定の方向のトルクを付与させる(S20)。このとき、検出部108は、ハンドル側ハウジング36およびタイヤ側ハウジング38の回転角の差が第1閾値以下、かつ、トルクセンサ16のトルクが所定値以上であるか判定する(S22)。   The detection unit 108 holds the handle-side housing 36 by the steering reaction force motor 18 (S18), and applies the torque in a predetermined direction to the tire-side housing 38 by the steering motor 24 (S20). At this time, the detection unit 108 determines whether the difference between the rotation angles of the handle-side housing 36 and the tire-side housing 38 is equal to or less than a first threshold value and the torque of the torque sensor 16 is equal to or greater than a predetermined value (S22).

回転角の差が第1閾値以下、かつ、トルクセンサ16のトルクが所定値以上でなければ(S22のN)、検出部108はロックバー40とロック溝42の係合状態が異常であると判定する(S34)。一方、回転角の差が第1閾値以下、かつ、トルクセンサ16のトルクが所定値以上であれば(S22のY)、転舵モータ24を逆回転してタイヤ側ハウジング38に反対方向のトルクを付与する(S24)。   If the rotation angle difference is not more than the first threshold value and the torque of the torque sensor 16 is not equal to or greater than the predetermined value (N in S22), the detection unit 108 is in an abnormal engagement state between the lock bar 40 and the lock groove 42. Determine (S34). On the other hand, if the difference in rotation angle is equal to or smaller than the first threshold value and the torque of the torque sensor 16 is equal to or greater than a predetermined value (Y in S22), the steering motor 24 is rotated in the reverse direction to the tire side housing 38 in the opposite direction. (S24).

検出部108は、ハンドル側ハウジング36およびタイヤ側ハウジング38の回転角の差が第1閾値以下、かつ、トルクセンサ16のトルクが所定値以上であるか判定する(S26)。このように両方向にトルクを付与して動作確認をすることで、係合状態にある2つのロックバー40の双方について動作確認をすることができる。   The detection unit 108 determines whether the difference between the rotation angles of the handle-side housing 36 and the tire-side housing 38 is equal to or less than a first threshold value and the torque of the torque sensor 16 is equal to or greater than a predetermined value (S26). Thus, by confirming the operation by applying torque in both directions, it is possible to confirm the operation of both the two lock bars 40 in the engaged state.

回転角の差が第1閾値以下、かつ、トルクセンサ16のトルクが所定値以上であれば(S26のY)、検出部108はロックバー40が正常であると判定する(S28)。回転角の差が第1閾値以下、かつ、トルクセンサ16のトルクが所定値以上でなければ(S26のN)、検出部108は回転角の差が第2閾値以下、かつ、トルクセンサ16のトルクが所定値以上であるか判定する(S30)。   If the rotation angle difference is equal to or smaller than the first threshold and the torque of the torque sensor 16 is equal to or greater than a predetermined value (Y in S26), the detection unit 108 determines that the lock bar 40 is normal (S28). If the difference in rotation angle is equal to or smaller than the first threshold value and the torque of the torque sensor 16 is not equal to or greater than the predetermined value (N in S26), the detecting unit 108 determines that the difference in rotation angle is equal to or smaller than the second threshold value and the torque sensor 16 It is determined whether the torque is equal to or greater than a predetermined value (S30).

回転角の差が第2閾値以下、かつ、トルクセンサ16のトルクが所定値以上であれば(S30のY)、検出部108は、ロックバー40とロック溝42の係合状態が摩耗状態であると判定する(S32)。これにより、トルクの伝達があるものの、両回転軸の回転角が少しずれる状態を摩耗状態として検出できる。   If the difference in rotation angle is equal to or smaller than the second threshold value and the torque of the torque sensor 16 is equal to or greater than a predetermined value (Y in S30), the detection unit 108 is in the worn state when the lock bar 40 and the lock groove 42 are engaged. It is determined that there is (S32). Thereby, although there is torque transmission, a state in which the rotation angles of the two rotation shafts are slightly shifted can be detected as a worn state.

回転角の差が第2閾値以下、かつ、トルクセンサ16のトルクが所定値以上でなければ(S30のN)、検出部108はロックバー40の係合状態が異常であると判定する(S34)。検出部108の判定結果が出ると、全てのロックバー40の動作確認が終了したか判定する(S36)。   If the difference in rotation angle is not greater than the second threshold and the torque of the torque sensor 16 is not greater than or equal to the predetermined value (N in S30), the detection unit 108 determines that the engagement state of the lock bar 40 is abnormal (S34). ). When the determination result of the detection unit 108 is obtained, it is determined whether the operation confirmation of all the lock bars 40 has been completed (S36).

全てのロックバー40の動作確認が終了していなければ(S36のN)、最初に戻って選択部104により別のロックバー40が選択され(S12)、全てのロックバー40の動作確認が終了していれば(S36のY)、本処理を終了する。このようにクラッチ装置29の各ロックバー40の動作確認ができる。   If the operation confirmation of all the lock bars 40 has not been completed (N in S36), the selection unit 104 returns to the beginning to select another lock bar 40 (S12), and the operation confirmation of all the lock bars 40 is completed. If so (Y of S36), this process is terminated. In this way, the operation of each lock bar 40 of the clutch device 29 can be confirmed.

以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。   As described above, the present invention has been described with reference to the above-described embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention can be appropriately combined or replaced with the configuration of the embodiment. It is included in the present invention. In addition, it is possible to appropriately change the combination and processing order in the embodiment based on the knowledge of those skilled in the art and to add various modifications such as various design changes to the embodiment. The described embodiments can also be included in the scope of the present invention.

上述の実施の形態では、ハンドル側ハウジングの内周にロック溝が設けられ、タイヤ側ハウジングにロックバーが設けられているクラッチ装置について説明したが、ハンドル側ハウジングにロックバーが設けられ、タイヤ側ハウジングの外周にロック溝が設けられているクラッチ装置であってもよい。   In the above-described embodiment, the clutch device in which the lock groove is provided in the inner periphery of the handle side housing and the lock bar is provided in the tire side housing has been described. However, the lock bar is provided in the handle side housing, and the tire side The clutch device may be provided with a lock groove on the outer periphery of the housing.

10 車両操舵装置、 12 ハンドル、 14 操舵角度センサ、 16 トルクセンサ、 18 操舵反力モータ、 20 インターミディエイトシャフト、 22 転舵角度センサ、 23 トルクセンサ、 24 転舵モータ、 26 タイヤ、 28 ECU、 29 クラッチ装置、 30 操舵アクチュエータ、 32 転舵アクチュエータ、 34 ラックアンドピニオン機構、 36 ハンドル側ハウジング、 38 タイヤ側ハウジング、 38a 開口部、 40 ロックバー、 42 ロック溝、 43 内周壁部、 44 進退機構、 46 バネ受け部材、 50 バネ部材、 52 プル型ソレノイド装置、 52a 軸、 54 ピン、 54a 第1当接部、 54b 第2当接部、 54c 傾斜部、 100 動作確認部、 102 情報取得部、 104 選択部、 106 位置調整部、 108 検出部、 110 クラッチ処理部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle steering device, 12 Steering wheel, 14 Steering angle sensor, 16 Torque sensor, 18 Steering reaction force motor, 20 Intermediate shaft, 22 Steering angle sensor, 23 Torque sensor, 24 Steering motor, 26 Tire, 28 ECU, 29 Clutch device, 30 steering actuator, 32 steering actuator, 34 rack and pinion mechanism, 36 handle side housing, 38 tire side housing, 38a opening, 40 lock bar, 42 lock groove, 43 inner peripheral wall, 44 advance / retreat mechanism, 46 Spring receiving member, 50 spring member, 52 pull type solenoid device, 52a shaft, 54 pin, 54a first contact portion, 54b second contact portion, 54c inclined portion, 100 operation confirmation portion, 102 information acquisition portion 104 selector, 106 a position adjustment unit, 108 detection unit, 110 the clutch unit.

Claims (7)

2つの回転軸の間のトルクの伝達および遮断の切替えを行うクラッチ装置であって、
内周または外周に複数の溝部が互いに間隔をもって周方向に形成されている第1の回転軸と、
前記第1の回転軸と同軸に、かつ、一部が重なるように配置されている第2の回転軸と、
前記第2の回転軸の径方向に移動できるように該第2の回転軸に設けられ、互いに間隔をもって該第2の回転軸の周方向に配列されている複数の係合部と、
前記複数の係合部を径方向へ進退させるための進退機構と、
前記複数の係合部の動作を確認する動作確認手段と、を備え、
前記進退機構は、前記複数の係合部を溝部側へ進行させるための進行動作、または、前記複数の係合部を溝部側から退避させるための退避動作を行うものであって、
前記動作確認手段は、
前記複数の係合部のうち動作確認の対象となる1つ以上の前記係合部を選択する選択手段と、
前記複数の係合部を前記複数の溝部側に進行させたときに前記選択された係合部が前記溝部に入るように、前記第1の回転軸と前記第2の回転軸との回転位相を調整する位相調整手段と、
前記位相調整手段により回転位相が調整された状態で、前記進退機構が前記進行動作を行った後、前記第1の回転軸および前記第2の回転軸の一方を所定の方向に回転させて前記選択された係合部と前記溝部との係合状態を検出する検出手段と、を有することを特徴とするクラッチ装置。
A clutch device that performs torque transmission and switching between two rotating shafts,
A first rotating shaft in which a plurality of grooves are formed circumferentially at intervals on the inner periphery or outer periphery;
A second rotating shaft arranged coaxially with the first rotating shaft and partially overlapping;
A plurality of engaging portions provided on the second rotating shaft so as to be movable in a radial direction of the second rotating shaft, and arranged in the circumferential direction of the second rotating shaft at intervals from each other;
An advancing and retracting mechanism for advancing and retracting the plurality of engaging portions in the radial direction;
Operation confirmation means for confirming the operation of the plurality of engaging portions, and
The advance / retreat mechanism performs an advancing operation for advancing the plurality of engaging portions to the groove portion side, or a retreating operation for retracting the plurality of engaging portions from the groove portion side,
The operation check means includes
A selection means for selecting one or more engaging portions to be an operation check target among the plurality of engaging portions;
Rotation phase of the first rotation shaft and the second rotation shaft so that the selected engagement portion enters the groove portion when the plurality of engagement portions are advanced toward the plurality of groove portions. Phase adjusting means for adjusting
In a state where the rotation phase is adjusted by the phase adjusting means, the advance / retreat mechanism performs the advancing operation, and then rotates one of the first rotation shaft and the second rotation shaft in a predetermined direction. A clutch device comprising: a detecting means for detecting an engagement state between the selected engaging portion and the groove portion.
前記位相調整手段は、前記複数の係合部のうち少なくとも第1の係合部および第2の係合部が第1の溝部および第2の溝部にそれぞれ入ることが可能な回転位相に調整し、
前記検出手段は、前記第1の回転軸および前記第2の回転軸の一方を所定の方向に回転させて前記第1の係合部と前記第1の溝部との係合状態を検出した後、前記所定の方向とは逆方向に前記第1の回転軸および前記第2の回転軸の一方を回転させて、前記第2の係合部と前記第2の溝部との係合状態を検出することを特徴とする請求項1に記載のクラッチ装置。
The phase adjusting means adjusts the rotational phase so that at least the first engaging portion and the second engaging portion of the plurality of engaging portions can enter the first groove portion and the second groove portion, respectively. ,
The detecting means rotates one of the first rotating shaft and the second rotating shaft in a predetermined direction and detects an engaged state between the first engaging portion and the first groove portion. Rotating one of the first rotation shaft and the second rotation shaft in a direction opposite to the predetermined direction to detect the engagement state between the second engagement portion and the second groove portion The clutch device according to claim 1.
前記検出手段は、前記第1の回転軸および前記第2の回転軸の一方を所定の方向に回転させてから、前記所定の方向とは逆方向に前記第1の回転軸および前記第2の回転軸の一方を回転させた際の前記第1の回転軸および前記第2の回転軸の回転角の差にもとづいて、前記第1の係合部と前記第1の溝部との係合状態および前記第2の係合部と前記第2の溝部との係合状態を検出することを特徴とする請求項2に記載のクラッチ装置。   The detecting means rotates one of the first rotating shaft and the second rotating shaft in a predetermined direction, and then reverses the first rotating shaft and the second rotating shaft in a direction opposite to the predetermined direction. An engagement state between the first engagement portion and the first groove portion based on a difference in rotation angle between the first rotation shaft and the second rotation shaft when one of the rotation shafts is rotated. 3. The clutch device according to claim 2, wherein an engagement state between the second engagement portion and the second groove portion is detected. 前記検出手段は、前記第1の回転軸および前記第2の回転軸の一方を所定の方向に回転させてから、前記所定の方向とは逆方向に前記第1の回転軸および前記第2の回転軸の一方を回転させた際の前記第1の回転軸および前記第2の回転軸の回転角の差が、第1閾値より大きい場合は前記係合部と前記溝部との係合状態が異常であると検出し、第1閾値以下で第2閾値より大きい場合は前記係合部および前記溝部が摩耗状態であると検出し、前記第2閾値以下である場合は正常であると検出することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のクラッチ装置。   The detecting means rotates one of the first rotating shaft and the second rotating shaft in a predetermined direction, and then reverses the first rotating shaft and the second rotating shaft in a direction opposite to the predetermined direction. When the difference in rotation angle between the first rotation shaft and the second rotation shaft when one of the rotation shafts is rotated is larger than a first threshold value, the engagement state between the engagement portion and the groove portion is When it is detected as abnormal, it is detected that the engaging portion and the groove are in a worn state if they are below the first threshold value and larger than the second threshold value, and are detected as normal if they are below the second threshold value. The clutch device according to any one of claims 1 to 3, wherein: 前記動作確認手段は、前記選択された係合部の動作確認を実行した後、別の前記係合部の動作確認を実行し、前記複数の係合部の全ての動作確認を実行して動作確認を終えることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のクラッチ装置。   The operation confirmation means performs an operation confirmation of another engagement portion after performing an operation confirmation of the selected engagement portion, and performs an operation confirmation of all of the plurality of engagement portions. The clutch device according to any one of claims 1 to 4, wherein the confirmation is finished. 前記複数の係合部が前記進退機構によって前記複数の溝部側に向かって径方向に移動されると、前記第1の回転軸と前記第2の回転軸との任意の回転位相において、前記溝部に入った状態の係合部と前記溝部に入らない状態の係合部とが存在することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のクラッチ装置。   When the plurality of engaging portions are moved in the radial direction toward the plurality of groove portions by the advance / retreat mechanism, the groove portions in an arbitrary rotation phase between the first rotating shaft and the second rotating shaft. The clutch device according to any one of claims 1 to 5, wherein there are an engaging portion in a state of entering and an engaging portion in a state of not entering the groove portion. 車両を操舵するために回転される操作部材と、
前記操作部材の操作量に応じた情報を検出する検出手段と、
車輪を転舵する転舵機構と、
前記転舵機構を駆動する動力源と、
請求項1から5のいずれかに記載のクラッチ装置を含む操舵装置であって、
前記クラッチ装置によりトルクが遮断された状態で前記動力源を駆動し、前記操作量に応じた情報に基づいて転舵量を制御する制御手段と、を備え、
前記操作部材は、前記第1の回転軸および前記第2の回転軸のいずれか一方と連結されており、
前記転舵機構は、前記第1の回転軸および前記第2の回転軸のいずれか他方と連結されており、
前記クラッチ装置は、前記操作部材と前記転舵機構との間のトルクが伝達可能な状態で、前記操作部材の操作に応じて車輪の舵角が変化するように前記第1の回転軸と前記第2の回転軸とが機械的に連結されていることを特徴とする操舵装置。
An operating member that is rotated to steer the vehicle;
Detecting means for detecting information according to the operation amount of the operation member;
A steering mechanism that steers the wheels;
A power source for driving the steering mechanism;
A steering device including the clutch device according to any one of claims 1 to 5,
Control means for driving the power source in a state where torque is cut off by the clutch device, and controlling a turning amount based on information according to the operation amount;
The operating member is connected to one of the first rotating shaft and the second rotating shaft,
The steering mechanism is connected to one of the first rotating shaft and the second rotating shaft,
The clutch device is configured to transmit the torque between the operation member and the steering mechanism, and to change the steering angle of the wheel according to the operation of the operation member. A steering apparatus characterized in that the second rotating shaft is mechanically coupled.
JP2012209579A 2012-09-24 2012-09-24 Clutch device and steering device Active JP5831417B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012209579A JP5831417B2 (en) 2012-09-24 2012-09-24 Clutch device and steering device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012209579A JP5831417B2 (en) 2012-09-24 2012-09-24 Clutch device and steering device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014062632A true JP2014062632A (en) 2014-04-10
JP5831417B2 JP5831417B2 (en) 2015-12-09

Family

ID=50618036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012209579A Active JP5831417B2 (en) 2012-09-24 2012-09-24 Clutch device and steering device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5831417B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150197275A1 (en) * 2012-08-27 2015-07-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Clutch device and steering device
CN108757770A (en) * 2018-06-19 2018-11-06 安徽理工大学 One kind can lock formula rotation ancillary equipment manually
JP2019137333A (en) * 2018-02-14 2019-08-22 株式会社デンソーテン Lock control device and lock control method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150197275A1 (en) * 2012-08-27 2015-07-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Clutch device and steering device
US9393989B2 (en) * 2012-08-27 2016-07-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Clutch device and steering device
JP2019137333A (en) * 2018-02-14 2019-08-22 株式会社デンソーテン Lock control device and lock control method
JP7071145B2 (en) 2018-02-14 2022-05-18 株式会社デンソーテン Lock control device and lock control method
CN108757770A (en) * 2018-06-19 2018-11-06 安徽理工大学 One kind can lock formula rotation ancillary equipment manually

Also Published As

Publication number Publication date
JP5831417B2 (en) 2015-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5812203B2 (en) Clutch device and steering device
JP5816019B2 (en) Control device for steer-by-wire steering system with redundancy function
US10131375B2 (en) Vehicle steering system
CN107539360B (en) ADAS wheel locking device
EP3081456B1 (en) Vehicular steering system
JP5673630B2 (en) Steering device
JP5506529B2 (en) Steer-by-wire steering device
US11254350B2 (en) Steer-by-wire steering apparatus
US20110276231A1 (en) Steer-by-wire steering device
JP5871077B2 (en) Clutch device and steering device
JP5831417B2 (en) Clutch device and steering device
JP2015090189A (en) Clutch device and steering device
JP5835164B2 (en) Clutch device and steering device
JP5867346B2 (en) Clutch device and steering device
WO2014068633A1 (en) Clutch device, and steering device for vehicle
JP2014054916A (en) Steering gear
JP6052102B2 (en) Clutch device
WO2014057516A1 (en) Steering system
WO2019207708A1 (en) Vehicle steering device
WO2014188470A1 (en) Steering device
JP2005145255A (en) Steering device for vehicle
JP2001001934A (en) Rear-wheel steering device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141201

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150917

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150929

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151012

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5831417

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151