JP2015096408A - Vehicular steering device - 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.
フォークリフト等の荷役車両用操舵装置では、ステアリング(操舵部品)の操舵に応じて、転舵輪としての後輪を転舵している。フォークリフトは、操舵部品の操作機構と転舵輪の転舵機構との間の機械的な連結が断たれた、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置が採用される場合がある。 In a steering device for a cargo handling vehicle such as a forklift, a rear wheel as a steered wheel is steered in accordance with steering of a steering (steering component). The forklift may employ a so-called steer-by-wire vehicle steering device in which the mechanical connection between the steering mechanism operating mechanism and the steered wheel steering mechanism is broken.
この車両用操舵装置は、操作機構は、操舵部品に連結しているステアリングシャフトと、操舵部品の回転操作量を所定角度以下に制限する回転制限機構とを有する。転舵機構は、操舵部品の回転操作量に応じて制御される転舵用アクチュエータと、転舵用アクチュエータによって操作され、これを転舵輪に伝える転舵軸とを有する。 In this vehicle steering apparatus, the operation mechanism includes a steering shaft connected to the steering component, and a rotation limiting mechanism that limits the amount of rotation operation of the steering component to a predetermined angle or less. The steered mechanism includes a steered actuator that is controlled according to the rotational operation amount of the steering component, and a steered shaft that is operated by the steered actuator and transmits the steered wheel to the steered wheels.
また、操舵部品の回転操作量の操舵角を検出するための操舵角センサと、操舵部品に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルクセンサとが設けられ、操舵角センサにより検出される操舵角及び/又は操舵トルクセンサにより検出される操舵トルクに基づいて転舵用アクチュエータが駆動制御されることになる。この車両用操舵装置では、操舵部品を回転すると、回転操作量に応じて転舵用アクチュエータによって制御された回転を、例えばボールねじを介して、転舵軸の軸方向に変化させて転舵軸により転舵輪を転舵させる。 In addition, a steering angle sensor for detecting the steering angle of the rotational operation amount of the steering component and a steering torque sensor for detecting the steering torque applied to the steering component are provided, and the steering angle detected by the steering angle sensor and / or Alternatively, the steering actuator is driven and controlled based on the steering torque detected by the steering torque sensor. In this vehicle steering device, when the steering component is rotated, the rotation controlled by the steering actuator in accordance with the amount of rotation operation is changed in the axial direction of the steering shaft via, for example, a ball screw to change the steering shaft. To steer the steered wheels.
特許文献1に示す車両用操舵装置においては、回転制限機構が、回転円板と、静止円板と、回転円板および静止円板の間に設ける複数の板要素と、複数の板要素のうち回転円板側の板要素および回転円板間の相対回転を規制するように板要素および回転円板の一方に設ける第1案内溝並びに他方に設ける第1突起で構成される第1連結要素と、隣接する要素間の相対回転量を規制するように隣接する要素の一方に設ける第2案内溝並びに他方に設ける第2突起で構成される複数の第2連結要素と、複数の板要素のうち回転円板側の板要素および回転円板間の相対回転に摩擦抵抗を付与する第1摩擦板と、隣接する要素間の相対回転に摩擦抵抗を付与する第2摩擦板と、複数の板要素のうち静止円板側の板要素および静止円板間の相対回転を規制するように板要素および静止円板の一方に設ける第3案内溝並びに他方に設ける第3突起で構成される第3連結要素と、第1摩擦板および第2摩擦板を押圧または解放する切り替え機構とを備え、切り替え機構により第1摩擦板および第2摩擦板を押圧するときは、回転円板および静止円板間は、第3連結要素を介して相対回転を規制し、切り替え機構により第1摩擦板および第2摩擦板を解放するときは、回転円板および静止円板間は、第1連結要素、第2連結要素および第3連結要素を介して相対回転を規制している。そして、操舵角センサの故障時に、第3案内溝の両端に設置した検知センサで第3突起を検出することにより、検知センサで検知された方向に転舵用アクチュエータによって転舵輪を操舵している。
In the vehicle steering apparatus shown in
特許文献1では、複数の板要素、摩擦板および複数の連結要素などを必要とするため、構造が複雑になるとともに、軸方向長さが大きくなる問題があった。逆に、複数の板要素、摩擦板、第1連結要素および第2連結要素を無視し、回転円板、静止円板、第3連結要素のみ着目すれば、軸方向長さが短くなる反面、回転円板および静止円板の間で1回転を超える回転が不可能になる。さらに静止円板に対する回転円板の回転力が、第3突起を介して検知センサに作用するため、検知センサが故障しないよう配慮が必要である。
In
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、構造が簡単になるとともに、軸方向長さを短くした車両用操舵装置を提供する。第1検出部および第2検出部に係合部材の大きな力がかからないようにすることによって、第1検出部および第2検出部は、強度を必要としない安価なものを用いる。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus having a simple structure and a reduced axial length. By preventing a large force from the engaging member from being applied to the first detection unit and the second detection unit, the first detection unit and the second detection unit are inexpensive and do not require strength.
請求項1の車両用操舵装置は、操舵部品と一体に回転するステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトに接続されて所定角度以下に制限する回転制限機構と、転舵輪を転舵させるための転舵用アクチュエータと、前記操舵部品の操舵角を検出するための操舵角検出手段と、前記操舵部品を一方向に操作しているときは、前記転舵輪を一方向に旋回させ、前記操舵部品を他方向に操作しているときは、前記転舵輪を他方向に旋回させるように、前記操舵角検出手段により検出される信号に基づいて前記転舵用アクチュエータを駆動制御する制御装置とを備え、操舵部品と転舵輪との間の機械的な連結が断たれた車両用操舵装置において、前記回転制限機構は、前記ステアリングシャフトと一体に回転する回転可能要素と、前記ステアリングシャフトの軸方向において前記回転可能要素と対向する回転不能要素と、前記回転可能要素および前記回転不能要素の前記軸方向の間に配置された係合部材とを有し、前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方に径方向に直線形状の第1の溝が形成され、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方に、少なくとも1回転を超える前記所定角度に渡って螺旋形状の第2の溝が形成され、前記第1の溝および前記第2の溝の交差する箇所に前記係合部材を有し、前記係合部材が前記第2の溝の外径側のストローク端部にあることを検出する第1検出部と、前記係合部材が前記第2の溝の内径側のストローク端部にあることを検出する第2検出部とを有し、前記制御装置は、前記操舵角検出手段に異常が発生したときに、前記第1検出部で検出されたときは、前記転舵輪を一方向に旋回させ、前記第2検出部で検出されたときは、前記転舵輪を他方向に旋回させるように前記転舵用アクチュエータを駆動制御するフェールセーフ機能を有することを要旨としている。
The vehicle steering apparatus according to
請求項1によれば、第1の溝が径方向に直線形状に形成され、第2の溝が螺旋形状に形成されているので、回転可能要素および回転不能要素間の所定角度の相対回転を確保でき、構造が簡単になるとともに軸方向の長さを短くできる。 According to the first aspect, since the first groove is formed in a linear shape in the radial direction and the second groove is formed in a spiral shape, relative rotation of a predetermined angle between the rotatable element and the non-rotatable element is performed. It can be secured, the structure is simplified, and the axial length can be shortened.
請求項2の車両用操舵装置は、請求項1において、前記係合部材が、一対の係合玉であり、前記第1検出部が、前記一対の係合玉のうち外径側のストローク端部と反対側にある前記係合玉の径方向の動きを検出するものであり、前記第2検出部が、前記一対の係合玉のうち前記内径側のストローク端部と反対側にある係合玉の径方向の動きを検出するものであることを要旨としている。 A vehicle steering apparatus according to a second aspect is the vehicle steering apparatus according to the first aspect, wherein the engagement member is a pair of engagement balls, and the first detection unit is a stroke end on an outer diameter side of the pair of engagement balls. The movement of the engagement ball on the side opposite to the portion is detected in the radial direction, and the second detection portion is on the side opposite to the stroke end on the inner diameter side of the pair of engagement balls. The gist is that it detects the movement of the ball in the radial direction.
請求項2によれば、第1の溝が径方向に直線形状に形成され、第2の溝が螺旋形状に形成されているので、回転可能要素および回転不能要素間の所定角度の相対回転を確保でき、構造が簡単になるとともに軸方向の長さを短くできる。さらに、操舵角検出手段に異常が発生したときに、係合部材は、外径側および内径側のストローク端部と反対側にある係合玉の径方向の動きを検出するものであり、第1検出部および第2検出部に係合部材の大きな力がかからないので、第1検出部および第2検出部は、強度を必要としない安価なものを用いることができる。 According to the second aspect, since the first groove is formed in a linear shape in the radial direction and the second groove is formed in a spiral shape, relative rotation at a predetermined angle between the rotatable element and the non-rotatable element is performed. It can be secured, the structure is simplified, and the axial length can be shortened. Further, when an abnormality occurs in the steering angle detecting means, the engaging member detects the movement in the radial direction of the engaging ball on the opposite side to the stroke end on the outer diameter side and the inner diameter side. Since a large force of the engaging member is not applied to the first detection unit and the second detection unit, the first detection unit and the second detection unit can be inexpensive and do not require strength.
請求項3の車両用操舵装置は、請求項2の前記第2の溝が、螺旋形状に形成した螺旋部と、前記螺旋部の外径側の一端に接続され、この一端の接線に対して傾斜した第1傾斜部と、前記螺旋部の内径側の他端に接続され、この他端の接線に対して傾斜した第2傾斜部とからなり、前記第1検出部が、前記螺旋部に対する前記第1傾斜部の傾斜方向と反対側で前記第1傾斜部に隣接して配置され、前記第2検出部が、前記螺旋部に対する前記第2傾斜部の傾斜方向と反対側で前記第2傾斜部に隣接して配置されていることを要旨としている。 According to a third aspect of the vehicle steering apparatus of the present invention, the second groove according to the second aspect is connected to a spiral portion formed in a spiral shape and one end on the outer diameter side of the spiral portion. An inclined first inclined portion and a second inclined portion connected to the other end on the inner diameter side of the spiral portion and inclined with respect to a tangent line of the other end, and the first detection portion with respect to the spiral portion The second inclined portion is disposed adjacent to the first inclined portion on the opposite side to the inclined direction of the first inclined portion, and the second detecting portion is opposite to the inclined direction of the second inclined portion with respect to the spiral portion. The gist is that it is disposed adjacent to the inclined portion.
請求項3によれば、第1の溝が径方向に直線形状に形成され、第2の溝が螺旋形状に形成されているので、回転可能要素および回転不能要素間の所定角度の相対回転を確保でき、構造が簡単になるとともに軸方向の長さを短くできる。さらに、前記第1検出部は、前記螺旋部に対する前記第1傾斜部の傾斜方向と反対側で前記第1傾斜部に隣接して配置され、前記第2検出部は、前記螺旋部に対する前記第2傾斜部の傾斜方向と反対側で前記第2傾斜部に隣接して配置されているため、第1検出部および第2検出部に係合部材の大きな力がかからないので、第1検出部および第2検出部は、強度を必要としない安価なものを用いることができる。また、第1傾斜部によって第1検出部を確実に作動させることができ、第2傾斜部によって第2検出部を確実に作動させることができる。 According to the third aspect, since the first groove is formed in a linear shape in the radial direction and the second groove is formed in a spiral shape, relative rotation at a predetermined angle between the rotatable element and the non-rotatable element is performed. It can be secured, the structure is simplified, and the axial length can be shortened. Further, the first detection unit is disposed adjacent to the first inclined part on a side opposite to the inclination direction of the first inclined part with respect to the spiral part, and the second detection part is provided with the first detection unit with respect to the spiral part. Since the second inclined portion is disposed adjacent to the second inclined portion on the opposite side of the inclined direction of the two inclined portions, a large force of the engaging member is not applied to the first detecting portion and the second detecting portion. As the second detector, an inexpensive one that does not require strength can be used. Further, the first detector can be reliably operated by the first inclined portion, and the second detector can be reliably operated by the second inclined portion.
さらに、請求項4に記載の発明は、前記第1検出部は、前記第1の溝および前記第2の溝の少なくとも一方の外径側のストローク端部に前記係合部材があるときに、前記係合部材を介して互いに導通する一対の第1導電部であり、前記第2検出部は、前記第1の溝および前記第2の溝の少なくとも他方の内径側のストローク端部に前記係合部材があるときに、前記係合部材を介して互いに導通する一対の第2導電部であることを要旨としている。
Furthermore, in the invention according to
請求項4の発明によれば、第1の溝が径方向に直線形状に形成され、第2の溝が螺旋形状に形成されているので、回転可能要素および回転不能要素間の所定角度の相対回転を確保でき、構造が簡単になるとともに軸方向の長さを短くできる。さらに係合部材が一対の第1導電部あるいは一対の第2導電部を繋ぐスイッチであり、一対の第1導電部および一対の第2導電部自体に可動のスイッチを持たないので、一対の第1導電部および一対の第2導電部に大きな力が作用しても壊れることがないし、構造が簡単になるので安価である。
According to the invention of
さらに、請求項5に記載の発明は、前記一対の第1導電部の一方を前記第2の溝の前記外径側のストローク端部に設け、前記一対の第1導電部の他方を前記第1の溝の前記外径側のストロール端部に設け、しかも、前記一対の第1導電部は前記係合部材を挟んで前記回転可能要素の円周方向両側に配置し、前記一対の第2導電部の一方を前記第2の溝の前記内径側のストローク端部に設け、前記一対の第2導電部の他方を前記第1の溝の前記内径側のストローク端部に設け、しかも、前記一対の第1導電部は前記係合部材を挟んで前記回転可能要素の円周方向両側に配置したことを要旨としている。 Furthermore, in the invention described in claim 5, one of the pair of first conductive portions is provided at a stroke end portion on the outer diameter side of the second groove, and the other of the pair of first conductive portions is provided in the first groove. The pair of first conductive portions are disposed on both sides in the circumferential direction of the rotatable element with the engagement member interposed therebetween, and the pair of second conductive portions are provided on the outer end side of the outer diameter side of the one groove. One of the conductive portions is provided at a stroke end portion on the inner diameter side of the second groove, the other of the pair of second conductive portions is provided at a stroke end portion on the inner diameter side of the first groove, and The gist is that the pair of first conductive portions are arranged on both sides of the rotatable element with the engaging member interposed therebetween.
請求項5の発明によれば、第1の溝が径方向に直線形状に形成され、第2の溝が螺旋形状に形成されているので、回転可能要素および回転不能要素間の所定角度の相対回転を確保でき、構造が簡単になるとともに軸方向の長さを短くできる。さらに、一対の第1導電部および一対の第2導電部自体に可動のスイッチを持たないので、一対の第1導電部および一対の第2導電部に大きな力が作用しても壊れることがないし、構造が簡単になるので安価である。そして、一対の第1導電部あるいは一対の第2導電部を前記係合部材を挟んで前記回転可能要素の円周方向両側に配置したため、円周方向に力が作用しているときだけ前記係合部材を挟んで押さえることで確実に導通させることができる。 According to the invention of claim 5, since the first groove is formed in a linear shape in the radial direction and the second groove is formed in a spiral shape, a relative angle of a predetermined angle between the rotatable element and the non-rotatable element. Rotation can be secured, the structure becomes simple and the axial length can be shortened. Furthermore, since the pair of first conductive portions and the pair of second conductive portions themselves do not have a movable switch, even if a large force acts on the pair of first conductive portions and the pair of second conductive portions, the pair of first conductive portions and the pair of second conductive portions are not broken. Since the structure is simple, it is inexpensive. Since the pair of first conductive portions or the pair of second conductive portions are disposed on both sides in the circumferential direction of the rotatable element with the engagement member interposed therebetween, the engagement is performed only when a force is acting in the circumferential direction. It can be surely made conductive by holding and holding the joint member.
さらに、請求項6に記載の発明は、前記一対の第1導電部を前記第2の溝の前記外径側のストローク端部に設け、しかも、前記一対の第1導電部は前記係合部材を挟んで前記回転可能要素の円周方向一側にかつ前記第2の溝の中心線を挟んで前記回転可能要素の径方向両側に配置し、前記一対の第2導電部を前記第2の溝の前記内径側のストローク端部に設け、しかも、前記一対の第2導電部は前記係合部材を挟んで前記回転可能要素の円周方向一側にかつ前記第2の溝の中心線を挟んで前記回転可能要素の径方向両側に配置したことを要旨としている。 Furthermore, in the invention described in claim 6, the pair of first conductive portions is provided at a stroke end portion on the outer diameter side of the second groove, and the pair of first conductive portions is the engagement member. Is disposed on one side in the circumferential direction of the rotatable element and on both sides in the radial direction of the rotatable element across the center line of the second groove, and the pair of second conductive portions are disposed on the second side. Provided at the stroke end of the groove on the inner diameter side, and the pair of second conductive portions are arranged on one side in the circumferential direction of the rotatable element with the engaging member interposed therebetween, and the center line of the second groove The gist is that they are arranged on both sides in the radial direction of the rotatable element.
請求項6の発明によれば、第1の溝が径方向に直線形状に形成され、第2の溝が螺旋形状に形成されているので、回転可能要素および回転不能要素間の所定角度の相対回転を確保でき、構造が簡単になるとともに軸方向の長さを短くできる。さらに係合部材が一対の第1導電部あるいは一対の第2導電部を繋ぐスイッチであり、一対の第1導電部および一対の第2導電部自体に可動のスイッチを持たないので、一対の第1導電部および一対の第2導電部に大きな力が作用しても壊れることがないし、構造が簡単になるので安価である。しかも、前記一対の第2導電部を前記係合部材を挟んで前記回転可能要素の円周方向一側にかつ前記第2の溝の中心線を挟んで前記回転可能要素の径方向両側に配置したため、一対の第1導電部および一対の第2導電部を前記回転可能要素に1つにまとめることができ、構造が簡単になる。 According to the invention of claim 6, since the first groove is formed in a linear shape in the radial direction and the second groove is formed in a spiral shape, a relative angle of a predetermined angle between the rotatable element and the non-rotatable element. Rotation can be secured, the structure becomes simple and the axial length can be shortened. Further, the engaging member is a switch that connects the pair of first conductive portions or the pair of second conductive portions, and the pair of first conductive portions and the pair of second conductive portions themselves do not have a movable switch. Even if a large force is applied to the one conductive portion and the pair of second conductive portions, they are not broken, and the structure is simplified, so that it is inexpensive. In addition, the pair of second conductive portions are arranged on one side in the circumferential direction of the rotatable element with the engagement member interposed therebetween and on both radial sides of the rotatable element with the center line of the second groove interposed therebetween. Therefore, the pair of first conductive portions and the pair of second conductive portions can be combined into one rotatable element, and the structure is simplified.
本発明によれば、構造が簡単になるとともに、回転可能要素および回転不能要素間で1回転を超える相対回転を許容した車両用操舵装置を提供できる。静止円板に対する回転円板の回転力が、第1検出部および第2検出部に作用しても、第1検出部および第2検出部が故障する恐れがない。 According to the present invention, it is possible to provide a vehicle steering apparatus that has a simple structure and allows a relative rotation exceeding one rotation between a rotatable element and a non-rotatable element. Even if the rotational force of the rotating disk with respect to the stationary disk acts on the first detector and the second detector, there is no possibility that the first detector and the second detector will fail.
本発明の第一実施形態を図1を参照しつつ説明する。図1は本発明の第一実施形態に係る回転制限機構が適用された車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a vehicle steering apparatus to which a rotation limiting mechanism according to a first embodiment of the present invention is applied.
車両用操舵装置1は、運転手によって回転操作される操舵部品2を取り付けた操作機構10と、転舵輪3を転舵する転舵アクチュエータ53を有する転舵機構50と、および転舵アクチュエータ53を制御する制御装置70とを有する。また、車両用操舵装置1は、操作機構10と転舵機構50の機械的な連結が解除されたステアバイワイヤとしての構成を有する。
The
操作機構10は、操舵部品2を一端に取り付けたステアリングシャフト11と、ステアリングシャフト11に操舵反力を付与する反力アクチュエータ12と、ステアリングシャフト11の操舵角を検出する操舵角センサ13と、ステアリングシャフト11に作用する操舵トルクを検出するトルクセンサ14と、操舵部品2の操舵角度を制限する回転制限機構20とを有する。
The
ステアリングシャフト11は、その一端に操舵部品2に接続されて、操舵部品2と一体に回転するようになっている。
The steering
反力アクチュエータ12は、電動モータを有し、ステアリングシャフト11において操舵部品2側とは反対側の端部に接続されている。そして、反力アクチュエータ12は、電動モータの出力軸の回転トルクを、路面等から転舵輪3に伝達される操舵反力としてステアリングシャフト11を介して操舵部品2に付与するようになっている。
The
操舵角センサ13は、ステアリングシャフト11上に設けられて、ステアリングシャフト11の操舵角を検出し、操舵角に応じた信号(以下、「舵角信号」)を制御装置70に出力する機能を有する。
The
トルクセンサ14は、ステアリングシャフト11上に設けられて、操舵角センサ13よりも操舵部品2とは反対側に位置している。トルクセンサ14は、操舵トルクを検出し、操舵トルクに応じた信号(以下、「トルク信号」)を制御装置70に出力する機能を有する。
The
回転制限機構20は、ステアリングシャフト11上に設けられて、トルクセンサ14と反力アクチュエータ12との間に位置している。回転制限機構20は、操舵部品2の回転操作による操舵角が1620度(4.5回転)以下となるように機械的に制限する機能を有する。
The
回転制限機構20には、後述する回転制限機構20を構成する一対の係合部材(以下、一対のガイド球)21a、21bにより、回転操作方向を検出する第1検出部47、第2検出部48が設けられ、操舵部品2の回転操作方向を検出して、制御装置70に出力する機能を有する。
The
転舵機構50は、ラックシャフト51と、ラックシャフト51の両端に連結した2個のタイロッド52と、ラックシャフト51をパワーアシストする転舵アクチュエータ53と、およびラックシャフト51の位置から転舵角を検出する転舵角センサ54とを有する。転舵機構50は、操舵部品2の回転操作を操舵角センサ13で検出して転舵アクチュエータ53を作動させ、車両の転舵輪3の転舵角を変更する機能を有する。
The
転舵アクチュエータ53は、ラックシャフト51の外周に設けられた図略の転舵モータおよびボールねじ機構を有し、ボールねじ機構によって転舵モータの回転をラックシャフト51の往復動に変換する機能を有する。
The steered
制御装置70は、車速センサ4が検出する車両の走行速度の信号(以下、「車速信号」)および操舵角センサ13が検出する転舵角信号に基づいて転舵アクチュエータ53の駆動を制御する機能を有する。
The
また、制御装置70は、車速センサ4が検出する車速信号および操舵角センサ13が検出する転舵角信号に基づいて操舵部品2が回転操作された方向とは逆方向となる操舵反力が操舵部品2に付与されるように反力アクチュエータ12の駆動を制御する機能を有する。
Further, the
図2〜図4を参照して、本発明の第一実施形態に係る回転制限機構20の詳細な構成について説明する。
A detailed configuration of the
図2に示すように、回転制限機構20は、回転可能要素としての第1プレート30と、回転不能要素としての第2プレート40と、一対のガイド球21a、21bと、および第1検出部47,第2検出部48とを有する。第1プレート30および第2プレート40がステアリングシャフト11の軸方向において互いに対向し、一対のガイド球21a、21bが第1プレート30と第2プレート40との間に位置する。回転制限機構20は、第1プレート30がステアリングシャフト11と一体に回転し、第2プレート40がステアリングシャフト11の回転に対して回転しない構成を有する。なお、一対のガイド球21a,21bは、球形状に形成されている。
As shown in FIG. 2, the
第1プレート30は、プレート本体31を有する。プレート本体31は、平板状の円盤として形成されて、中央部分に板厚方向に貫通孔32が形成され、この貫通孔32においてステアリングシャフト11を圧入固定している。プレート本体31にステアリングシャフト11の径方向に直線形状に第1の溝33が形成されている。また、第1の溝33は、ステアリングシャフト11の径方向と直交する断面形状として、第2プレート40と対向する対向面31Aから凹む半円形状を有している。
The
第2プレート40は、図3に示すように、プレート本体41を有する。プレート本体41は、第1プレート30のプレート本体31の外径と等しい平板状の円盤として形成されている。プレート本体41の中央部分に板厚方向に貫通孔42が形成され、貫通孔42の内径は、ステアリングシャフト11の外径よりも僅かに大きく、この貫通孔42にステアリングシャフト11が挿入されている。
As shown in FIG. 3, the
プレート本体41に螺旋形状に第2の溝43が形成されている。第2の溝43は、ステアリングシャフト11の径方向の断面形状として、第1プレート30と対向する対向面41aから凹む半円形状を有している。(図4参照)。第2の溝43は、螺旋形状に形成した螺旋部43aと、螺旋部43aの外径側の一端45に接続され、この一端の接線に対して角度αだけ傾斜した第1傾斜部45aと、螺旋部43aの内径側の他端44に接続され、この他端の接線に対して角度αだけ傾斜した第2傾斜部44aとからなる。螺旋部43aの一端45および螺旋部43aの他端は、プレート本体41の回転中心を中心とする円の接線方向に形成されている。つまり、一端45あるいは他端44において、プレート本体41の回転中心を中心とする円の接線方向に対し、第1傾斜部45aおよび第2傾斜部44aは、角度αだけ傾斜している。螺旋部43aの大半は、プレート本体41の回転中心を中心とする円の接線方向に対し、角度βだけ傾斜し、この角度が一端45あるいは他端44に向かうにつれて、減少し、一端45あるいは他端44で角度がゼロとなる。(図6、図9参照)
A
第1傾斜部45aおよび第2傾斜部44aは、1.7個分のガイド球21a、21bを収容する長さを有する。0.3個分のガイド球21a、21bは、螺旋部43aへはみ出す。螺旋部43aは、貫通孔42の周囲を4.5回巻き回された形状を有する。すなわち螺旋部43aの外径側の一端45から内径側の他端44までの長さは、操舵部品2の操舵角の1620度分に相当する。2個のガイド球21a、21bを使用するため、螺旋部43aでの第2プレート40の回転ストロークは、1620度に対し、2個のガイド球21a、21b分だけ減少する。しかし、第1傾斜部45aおよび第2傾斜部44aの長さを、1.7個分のガイド球21a、21bを収容できる長さにすることによって、第2の溝43での第2プレート40の回転ストロークは、1620度に対し、0.4個のガイド球21a、21b分だけ増加、すなわち約4度分だけ増加する。
The first
第1検出部47,第2検出部48の構成について図6および図9を利用して説明する。第1検出部47は、螺旋部43aに対する第1傾斜部45aの傾斜方向と反対側で第1傾斜部45aに隣接して配置され、第2検出部48は、螺旋部43aに対する第2傾斜部44aの傾斜方向と反対側で第2傾斜部44aに隣接して配置されている。
The configuration of the
第1検出部47は、固定接点47a、可動接点部47b、弾性部材47d、支持部材47cを有している。プレート本体41には、第1傾斜部45aから外径方向(プレート本体41の回転中心を中心とする外径方向)にガイド穴41bが形成されている。ガイド穴41bによって支持部材47cがプレート本体41の外径方向に可動可能に案内支持され、支持部材47cの第1傾斜部45aと反対側の端面に可動接点47bを固定し、ガイド穴41bの底部および支持部材47c間に弾性部材47dを介挿し、ガイド穴41bの底部に固定接点47aを固定する。こうすることによって固定接点47aが、可動接点部47bに対して径方向にmだけ離間して配置される。固定接点47a、可動接点47bから信号を送信するためそれぞれ制御装置70へ配線され、通常は固定接点47aと可動接点47bは離間しているが、後述する一対のガイド球21a、21bの径方向移動により、支持部材47cが径方向に移動することで、可動接点47bが固定接点47aと接触して信号を制御装置70へ送信する機能を有する。
The
第1検出部47は螺旋部43aの外径側の一端45の接線に対して角度αだけ傾斜した第1傾斜部45aと反対側に配置されていることで、操舵部品2の回転方向に伴って移動する一対のガイド球21a、21bが移動する方向からずれているため、操舵部品2の力が直接付加されない配置となっている。
The
さらに、操舵部品2の力が大きく付加された場合は、螺旋部43aの外径側の一端45では、螺旋部43aの外径側の一端45の接線に対して角度αだけ傾斜した第1傾斜部45aのため、ガイド球21aおよびガイド球21bの接触点Aと、ガイド球21bの中心Cとを結ぶ線が、プレート本体41の回転中心を中心とする円の接線に対し内径方向に角度αだけ傾斜している。この結果、第1の溝33とガイド球21bとの接触点Bにかかるプレート本体41の回転中心を中心とする円の接線方向の力があり、この力の外径方向の分力が発生し、ガイド球21bが外径方向に移動するようになっている。ガイド球21bの移動量は、第2傾斜部45aの角度αと弾性部材47dの弾性力により調節されて可動接点47bと固定接点47aの距離m以上になるように構成されている。これにより第1検出部47が信号を制御装置70へ送信する機能を有する。
Further, when a large force is applied to the
第2検出部48は、固定接点48a、可動接点48b、弾性部材48d、支持部材48cを有している。プレート本体41には、第2傾斜部44aから外径方向(プレート本体41の回転中心を中心とする外径方向)にガイド穴41cが形成されている。ガイド穴41cによって支持部材48cがプレート本体41の外径方向に可動可能に案内支持され、支持部材48cの第2傾斜部44aと反対側の端面に可動接点48bを固定し、ガイド穴41cの底部および支持部材48c間に弾性部材48dを介挿し、ガイド穴41cの底部に固定接点48aを固定する。こうすることによって固定接点48aが、可動接点48bに対して径方向にmだけ離間して配置される。固定接点48a、可動接点48bから信号を送信するためそれぞれ制御装置70へ配線され、通常は固定接点48aと可動接点48bは離間しているが、後述する一対のガイド球21a、21bの径方向移動により、支持部材48cが径方向に移動することで、可動接点48bが固定接点48aと接触して信号を制御装置70へ送信する機能を有する。
The
第2検出部48は螺旋部43aの外径側の他端44の接線に対して角度αだけ傾斜した第2傾斜部44aと反対側に配置されていることで、操舵部品2の回転方向に伴って移動する一対のガイド球21a、21bが移動する方向からずれているため、操舵部品2の力が直接負荷されない配置となっている。
The
さらに、操舵部品2の力が大きく付加された場合は、螺旋部43aの外径側の他端44では、螺旋部43aの外径側の他端44の接線に対して角度αだけ傾斜した第2傾斜部44aのため、ガイド球21aおよびガイド球21bの接触点Dと、ガイド球21bの中心Fとを結ぶ線が、プレート本体41の回転中心を中心とする円の接線に対し内径方向に角度αだけ傾斜している。この結果、第1の溝33とガイド球21aとの接触点Eにかかるプレート本体41の回転中心を中心とする円の接線方向の力があり、この力の外径方向の分力が発生し、ガイド球21aが内径方向に移動するようになっている。ガイド球21aの移動量は、第2傾斜部44aの角度αと弾性部材48dの弾性力により調節されて可動接点48bと固定接点48aの距離m以上になるように構成されている。これにより第2検出部48が信号を制御装置70へ送信する機能を有する。
Further, when a large force is applied to the
図5を参照して、通常の回転制限機構20の動作について説明する。
操舵部品2(図1参照)が回転操作されるとき、第1プレート30(図2参照)がステアリングシャフト11と一体となって、第2プレート40に対して回転する。一対のガイド球21a、21bは、第1プレート30の回転にともない第1の溝33(図2参照)によりステアリングシャフト11の周方向に押される。このため、一対のガイド球21a、21bは、第2プレート40の第2の溝43に沿って移動するとともに、第1プレート30の第1の溝33に沿ってステアリングシャフト11の径方向に移動する。
With reference to FIG. 5, the operation of the normal
When the steering component 2 (see FIG. 1) is rotated, the first plate 30 (see FIG. 2) is integrated with the steering
図3に示すように、操舵部品2が中立位置すなわち操舵部品2の回転操作量が「0」のとき、一対のガイド球21a、21bは、図中の実線により示されるように、第2プレート40の径方向の中間位置に位置している。このため、操舵部品2は、回転制限機構20により中立位置から右旋回方向に812度(2.26回転)以下、および中立位置から左旋回方向に812度(2.26回転)以下の回転操作量に制限される。
As shown in FIG. 3, when the
図5に示すように、操舵部品2が中立位置から左旋回方向に回転操作されるとき、すなわち操舵部品2が反時計回り方向に回転操作されるとき、一対のガイド球21a、21bは、各プレート30,40の外径側に向けて移動する。そして、図中の破線により示されるように、ガイド球21aが第2の溝43の外径側の一端45、すなわち第1傾斜部45aの一端と接触することにより一対のガイド球21a、21bの移動が制限される(図6)。これにより、第1プレート30が第2プレート40に対して反時計回り方向に回転することが制限され、すなわち、操舵部品2の反時計回り方向への回転が制限される。
As shown in FIG. 5, when the
一方、操舵部品2が中立位置から右旋回方向に回転操作されるとき、すなわち操舵部品2が時計回り方向に回転操作されるとき、一対のガイド球21a、21bは、各プレート30,40の内径側に向けて移動する。そして、図中の破線により示されるように、ガイド球21bが第2の溝43の内径側の他端44、すなわち第2傾斜部44aの一端と接触することにより一対のガイド球21a、21bの移動が制限される(図9)。これにより、第1プレート30が第2プレート40に対して時計回り方向に回転することが制限され、すなわち、操舵部品2の時計回り方向への回転が制限される。
On the other hand, when the
次に、操舵角センサ13の故障時の回転制限機構20、第1検出部47および第2検出部48の動作について説明する。
Next, the operations of the
ガイド球21aが第2の溝43の外径側の一端45、すなわち第1傾斜部45aの一端と接触した図6に示す状態から、操舵部品2が左旋回方向に回転操作されると、ガイド球21bが外径方向に移動し、可動接点47bが距離mだけ移動することで、固定接点47aと接触して信号を制御装置70へ送信する(図7)。制御装置70が左操舵を検出する。また、ガイド球21bが第2の溝43の内径側の他端44、すなわち第2傾斜部44aの一端と接触した図9に示す状態から、操舵部品2が右旋回方向に回転操作されると、ガイド球21aが内径方向に移動し、可動接点48bが距離mだけ移動することで、固定接点47aと接触して信号を制御装置70へ送信する(図10)。制御装置70が右操舵を検出する。
When the
次いで、図11の本発明の第一実施形態に係る転舵制御の流れを示すフローチャートを参照して制御装置70の主たる制御の流れを説明する。システムが作動すると、まず、ステップS1において、各種センサからの信号を入力し、ステップS2において、操舵角センサ13の信号に基づいて故障(操舵角センサ13の異常)が発生しているか否かを判定する。
Next, the main control flow of the
故障が発生していない場合(ステップS2においてNOの場合)には、通常モードに移行する。通常モードでは、ステップS3で操舵角センサ13により検出された操舵角に基いて、転舵アクチュエータ53を駆動制御(転舵制御)する。
故障が発生している場合(ステップS2においてYESの場合)には、故障モードに移行する。故障モードでは、ステップS5において、第1検出部47がオンになっているかを検出する。第1検出部47がオンになっている場合は、ステップS6において、一対の第1検出部47により検出された操舵方向に基づいて、その第1検出部47がオンになっている間、転舵アクチュエータ53を対応する転舵方向へ駆動するように駆動制御(転舵制御)する。
第1検出部47がオフになると、ステップS7において、第2検出部48がオンになっているかを検出する。第2検出部48がオンになっている場合は、ステップS8において、第2検出部48により検出された操舵方向に基づいて、その第2検出部48がオンになっている間、転舵アクチュエータ53を対応する転舵方向へ駆動するように駆動制御(転舵制御)する。
第2検出部48がオフになると、ステップSへもどりステップS5〜S9のこれらの操作を繰り返す。
If no failure has occurred (NO in step S2), the process proceeds to the normal mode. In the normal mode, the steering
If a failure has occurred (YES in step S2), the mode is shifted to the failure mode. In the failure mode, it is detected in step S5 whether the
When the
If the
本実施の形態によれば、操舵角センサ13に異常が発生した故障時に、操舵部品2を一方向に旋回させ、第1検出部47で検出されたときは、転舵アクチュエータ53によって転舵輪3を一方向に旋回させ、操舵部品2を他方向に旋回させ、第2検出部48で検出されたときは、転舵アクチュエータ53によって転舵輪3を他方向に旋回させるため、故障時にフェールセーフ機能として確実に機能することができる。
According to the present embodiment, when a malfunction occurs in the
また、螺旋部に対する第1傾斜部45aの傾斜方向と反対側で第1傾斜部45aに隣接して配置された第1検出部47と、螺旋部に対する第2傾斜部44aの傾斜方向と反対側で第2傾斜部44aに隣接して配置された第2検出部48を、操舵部品2の回転操作量を所定角度以下に制限する回転制限機構20の第2の溝43の螺旋形状延長上の端部の力のかかる方向からはずしたため、第1検出部47および第2検出部48に一対のガイド球21a,21bの大きな力がかからず、頑強な第1検出部47、第2検出部48の必要がなく、安価とすることができる。
In addition, the
さらに一対の第1検出部47、第2検出部48として、例えばオンオフ式の安価なセンサやスイッチを用いることができる。第1検出部47がオンになっていない場合はステップS7において、第2検出部48がオンになっているかを検出する。第2検出部48により操舵部品2の左回転方向を検出する。その場合は次いで、ステップS8において、第2検出部48により検出された操舵方向に基づいて、その第2検出部48がオンになっている間、転舵アクチュエータ53を対応する転舵方向へ駆動するように駆動制御(転舵制御)する。
第2検出部48がオンになっていない場合はステップS9でステップSへもどりS5〜S9のこれらの操作を繰り返す。
そして、ステップS7において、第2検出部48がオンになっている限り、転舵アクチュエータ53を対応する右転舵方向へ駆動するように駆動制御(転舵制御)し、ステップS8において第2検出部48がオンになっている限り、転舵アクチュエータ53を対応する左転舵方向へ駆動するように駆動制御(転舵制御)する。
Further, as the pair of
When the
Then, in step S7, as long as the
本構成によれば、第一実施形態に係る車両用操舵装置1は、以下の効果を奏する。回転制限機構20の第1の溝33が径方向に直線形状に形成され、第2の溝43が螺旋形状に形成されているので、回転可能要素としての第1プレート30および回転不能要素としての第2プレート40間の360度以上の所定角度の相対回転を確保でき、構造が簡単になるとともに軸方向の長さを短くできる。
According to this configuration, the
さらに、操舵角検出手段に異常が発生したときに、係合部材としての一対のガイド球21a、21bは、外径側および内径側のストローク端部と反対側にあるガイド球21bの径方向の動きを検出するものであり、第1検出部47および第2検出部48に一対のガイド球21a、21bの大きな力がかからないので、第1検出部47および第2検出部48は、強度を必要としない安価なものを用いることができる。
Further, when an abnormality occurs in the steering angle detection means, the pair of
また、第1検出部47は、螺旋部に対する第1傾斜部45aの傾斜方向と反対側で前記第1傾斜部45aに隣接して配置され、第2検出部48は、螺旋部に対する第2傾斜部44aの傾斜方向と反対側で前記第2傾斜部44aに隣接して配置されているため、第1検出部47および第2検出部48に一対のガイド球21a、21bの大きな力がかからないので、第1検出部47および第2検出部48は、強度を必要としない安価なものを用いることができる。さらに、第1傾斜部によって第1検出部47を確実に作動させることができ、第2傾斜部によって第2検出部48を確実に作動させることができる。
The
第二実施形態について、図1、図11〜図16を参照して説明する。回転制限機構20は、回転可能要素としての第1プレート30の第1の溝33の外径部と回転不能要素としての第2プレート40の第2の溝43の外径部に第1検出部100の一対の第1導電部137、147を設け、第1プレート30の第1の溝33の内径部と、第2プレート40の第2の溝43の内径部に第2検出部110の一対の第2導電部138,148を設けている。その他の構成は、第一実施形態と同じところは、同じ番号を付して説明は省略する。
A second embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 11 to 16. The
図12に示すように、回転制限機構20は、第一実施形態と同じように、回転可能要素としての第1プレート30と、回転不能要素としての第2プレート40と、ガイド球21と、および第1検出部100,第2検出部110とを有している。第一実施形態では、第1プレート30および第2プレート40間に一対のガイド球21aおよび21bを配置したが、第二実施形態では、一つのガイド球21を配置している。
As shown in FIG. 12, the
第1プレート30は、図13に示すように、第一実施形態と基本的な構成は同じであり、第一実施形態では、プレート本体31に第1検出部47、第2検出部48は備えてなかったが、第二実施形態では、プレート本体31に形成されている第1の溝33の外径側に第1検出部100を、内径側に第2検出部110を備えている。
As shown in FIG. 13, the
第2プレート40は、図14に示すように、第一実施形態と基本的な構成は同じであり、第一実施形態では、第2の溝43を、螺旋形状に形成した螺旋部43aと、螺旋部43aの両端に設けた傾斜部44aおよび45aとから構成したが、第二実施形態では、第2の溝43を、螺旋形状に形成した螺旋部43aのみで構成した。また、第一実施形態では、第1検出部47および第2検出部48を傾斜部44aおよび45aに設けたが、第二実施形態では、螺旋形状に形成した螺旋部43aの外径側の一端45に第1検出部100を、内径側の他端44に第2検出部110を備えている。
As shown in FIG. 14, the
第1検出部100,第2検出部110の構成について図13乃至図16を利用して説明する。第1検出部100は、第1プレート30の第1の溝33と第2プレート40の第2の溝43の外径部に配置され、第2検出部110は、第1プレート30の第1の溝33と第2プレート40の第2の溝43の内径部に配置されている。
Configurations of the
第1検出部100は、第1プレート30の第1の溝33の外径側の一端34に固定された直線側の第1導電部137と、第1プレート30および直線側の第1導電部137間を絶縁する絶縁部136と、第2プレート40の第2の溝43の外径側の一端45に固定された螺旋側の第1導電部147と、第2プレート40および螺旋側の第1導電部147間を絶縁する絶縁部146とを有している。
The
直線側の第1導電部137は導通性のよい銅製で形成されており、第1プレート30の第1の溝33の外径側の一端34の一部に露出して固定されている。絶縁部136は導通性のないセラミックやプラスチックで形成され、第1導電部137を内蔵して、第1プレート30と絶縁するように第1プレート30のプレート本体31の外径部に形成された取り付け穴31bに装着されている。そして、止め部材151で移動しないように取り付け穴31bに固定され、外側から固定部材150でプレート本体31に圧入固定されている。
The first
螺旋側の第1導電部147は導通性のよい銅製で作製されており、第2プレート40の第2の溝43の外径側の他端44の4分の1の球形状の一部に露出さして固定されている。
絶縁部146は導通性のないセラミックやプラスチックで形成され、螺旋側の第1導電部147を内蔵して、第2プレート40と絶縁するように第2プレート40のプレート本体41の外径部に形成された取り付け穴41bに装着されている。そして、止め部材171で移動しないように取り付け穴41bに固定され、外側から固定部材170でプレート本体41に圧入固定されている。
The first
The insulating
通常は直線側の第1導電部137と螺旋側の第1導電部147は離間しているが、ガイド球21の径方向外側への移動により、直線側の第1導電部137と螺旋側の第1導電部147がガイド球21を介して導通して、信号を制御装置70へ送信する機能を有する。
Normally, the first
第2検出部110は、第1プレート30の第1の溝33の内径側の他端35に固定された直線側の第2導電部138と、第1プレート30および直線側の第2導電部138間を絶縁する絶縁部139と、第2プレート40の第2の溝43の内径側の他端44に固定された螺旋側の第2導電部148と、第2プレート40および螺旋側の第2導電部148間を絶縁する絶縁部149とを有している。
The
直線側の第2導電部138は導通性のよい銅製で形成されており、第1プレート30の第1の溝33の内径側の他端35の一部に露出して固定されている。絶縁部139は導通性のないセラミックやプラスチックで形成され、第2導電部138を内蔵して、第1プレート30と絶縁するように第1プレート30のプレート本体31の貫通孔32の内径部に形成された取り付け穴31cに装着されている。そして、止め部材161で移動しないように取り付け穴31cに固定され、外側から固定部材160でプレート本体31に圧入固定されている。
The second
他方の第2導電部148は導通性のよい銅製で作製されており、第2プレート40の第2の溝43の内径側の他端44の4分の1の球形状の一部に露出して固定されている。絶縁部149は導通性のないセラミックやプラスチックで形成され、他方の第2導電部148を内蔵して、第2プレート40と絶縁するように第2プレート40のプレート本体41の貫通穴42の内径部に形成された取り付け穴41cに装着されている。そして、止め部材181で移動しないように取り付け穴41cに固定され、外側から固定部材180でプレート本体41に圧入固定されている。
The other second
通常は直線側の第2導電部138と螺旋側の第2導電部148は離間しているが、ガイド球21の径方向内側への移動により、直線側の第2導電部138と螺旋側の第2導電部148がガイド球21を介して導通して、信号を制御装置70へ送信する機能を有する。
直線側の第1導電部137と螺旋側の第1導電部147がガイド球21を介して導通して、信号を制御装置70へ送信する機能を有する。
Usually, the second
The first
次に、操舵角センサ13の故障時の回転制限機構20、第1検出部100および第2検出部110の動作について図15および図16を使用して説明する。
Next, the operations of the
操舵部品2が左旋回方向に回転操作されると、ガイド球21が外径方向に移動し、ガイド球21が第1の溝33の外径側の一端34および第2の溝43の外径側の一端45に移動する。そして、直線側の第1導電部137および螺旋側の第1導電部147とがガイド球21を挟む。そして、操舵部品2が左旋回方向に回転操作され、ガイド球21に力が作用している間、直線側の第1導電部137と螺旋側の第1導電部147がガイド球21を介して導通して、信号を制御装置70へ送信する。制御装置70が左操舵を検出する。
When the
操舵部品2が右旋回方向に回転操作されると、ガイド球21が内径方向に移動し、ガイド球21が第1の溝33の内径側の他端35および第2の溝43の内径側の他端45に移動する。そして、直線側の第2導電部138および螺旋側の第2導電部148とがガイド球21を挟む。そして、操舵部品2が右旋回方向に回転操作され、ガイド球21に円周方向の力が作用している間、直線側の第2導電部138と螺旋側の第2導電部148がガイド球21を介して導通して、信号を制御装置70へ送信する。制御装置70が右操舵を検出する。
When the
次いで、第一実施形態で説明したように、第一実施形態でも、図11の本発明の第一実施形態に係る転舵制御の流れを示すフローチャートに従って動作する。 Next, as described in the first embodiment, the first embodiment also operates according to the flowchart showing the flow of the turning control according to the first embodiment of the present invention in FIG.
本実施の形態によれば、操舵角センサ13に異常が発生した故障時に、操舵部品2を一方向に旋回させ、第1検出部100で検出されたときは、転舵アクチュエータ53によって転舵輪3を一方向に旋回させ、操舵部品2を他方向に旋回させ、第2検出部110で検出されたときは、転舵アクチュエータ53によって転舵輪3を他方向に旋回させるため、故障時にフェールセーフ機能として確実に機能することができる。
According to the present embodiment, when a malfunction occurs in the
さらに、第二実施形態によれば、一対の第1導電部137、147および一対の第2導電部138、148自体に可動のスイッチを持たないので、一対の第1導電部137、147および一対の第2導電部138、148に大きな力が作用しても壊れることがないし、構造が簡単になるので安価である。そして、一対の第1導電部137、147あるいは一対の第2導電部138、148をガイド球21を挟んで第1プレート30および第2プレート40の円周方向両側に配置したため、円周方向に力が作用しているときだけガイド球21を挟んで確実に導通させることができる。
Furthermore, according to the second embodiment, since the pair of first
次に、第三実施形態について、図1、図11、図17〜図22を参照して説明する。回転制限機構20は、回転不能要素としての第2プレート40の第2の溝43の外径部の一端45に第1検出部200の一対の第1導電部247a、247bおよび内径部の他端44に第2検出部210の一対の第2導電部248a、248bを設けている。その他の構成は、第一実施形態および第二実施形態と同じところは、同じ番号を付して説明は省略する。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 11, and 17 to 22. The
第1プレート30は、図17に示すように、第一実施形態と基本的な構成は同じであり、第二実施形態で備えていた第1の溝の外径側の第1検出部100、内径側の第2検出部110は備えていない。
As shown in FIG. 17, the
第2プレート40は、図18に示すように、第一実施形態および第二実施形態と基本的な構成は同じであり、第三実施形態では、第二実施形態と同じように、螺旋形状に形成した螺旋部43aの外径側の一端45に第1検出部100を、内径側の他端44に第2検出部110を備えている。
As shown in FIG. 18, the
第1検出部200,第2検出部210の構成について図18乃至図20を利用して説明する。第1検出部200は、第2プレート40の第2の溝43の外径部に配置され、第2検出部210は、第2プレート40の第2の溝43の内径部に配置されている。
The configurations of the
第1検出部200は、図18に示すように、第2プレート40の第2の溝43の外径側の一端45に固定された一方の第1導電部247aと、第2プレート40の第2の溝43の外径側の他端44に固定された他方の第1導電部247bと、第2プレート40および一方の第1導電部247a、他方の第1導電部247b間を絶縁する絶縁部246とを有している。
As shown in FIG. 18, the
一方の第1導電部247aと他方の第1導電部247bは導通性のよい銅製で作製されており、第2プレート40の第2の溝43の外径側の一端45に第2の溝43の中心線を挟んで径方向両側に配置し、第2の溝43の内径側の他端44の4分の1の球形状の一部に露出して固定されている。絶縁部246は導通性のないセラミックやプラスチックで形成され、一方の第1導電部247aと他方の第1導電部247bを内蔵して、第2プレート40と絶縁するように第2プレート40のプレート本体41の外径部に形成された取り付け穴41bに装着されている。そして、止め部材271で移動しないように取り付け穴41bに固定され、外側から固定部材270でプレート本体41に圧入固定されている。
One first
通常は一方の第1導電部247aと他方の第1導電部247bは離間しているが、ガイド球21の径方向外側への移動により、一方の第1導電部247aと他方の第1導電部247bがガイド球21を介して導通して、信号を制御装置70へ送信する機能を有する。
Normally, one first
第2検出部210は、図18に示すように、第2プレート40の第2の溝43の内径側の他端44に固定された一方の第2導電部248aと、他方の第2導電部248bと、第2プレート40および一方の第2導電部248aと、他方の第2導電部248bを絶縁する絶縁部249とを有している。
As shown in FIG. 18, the
一方の第1導電部248aと他方の第1導電部248bは導通性のよい銅製で作製されており、第2プレート40の第2の溝43の内径側の他端44に第2の溝43の中心線を挟んで径方向両側に配置し、第2の溝43の内径側の他端44の4分の1の球形状の一部に露出して固定されている。絶縁部249は導通性のないセラミックやプラスチックで形成され、一方の第1導電部248aと他方の第1導電部248bを内蔵して、第2プレート40と絶縁するように第2プレート40のプレート本体41の貫通孔42の内径部に形成された取り付け穴41cに装着されている。そして、止め部材281で移動しないように取り付け穴41cに固定され、外側から固定部材280でプレート本体41に圧入固定されている。
One first
通常は一方の第2導電部248aと他方の第2導電部248bは離間しているが、ガイド球21の径方向内側への移動により、一方の第2導電部248aと他方の第2導電部248bがガイド球21を介して導通して、信号を制御装置70へ送信する機能を有する。
Normally, one second
次に、操舵角センサ13の故障時の回転制限機構20、第1検出部200および第2検出部210の動作について図19および図20を使用して説明する。
Next, the operations of the
操舵部品2が左旋回方向に回転操作されると、ガイド球21が外径方向に移動し、ガイド球21が第1の溝33の外径側の一端34および第2の溝43の外径側の一端45に移動する。そして、一方の第1導電部247a及び他方の第1導電部247bとガイド球21と接触する。そして、操舵部品2が左旋回方向に回転操作され、ガイド球21に力が作用している間、一方の第1導電部247aと他方の第1導電部247bがガイド球21を介して導通して、信号を制御装置70へ送信する。制御装置70が左操舵を検出する。
When the
操舵部品2が右旋回方向に回転操作されると、ガイド球21が内径方向に移動し、ガイド球21が第1の溝33の内径側の一端34および第2の溝43の内径側の一端45に移動する。そして、一方の第2導電部248a及び他方の第2の導電部148bとガイド球21が接触する。そして、操舵部品2が右旋回方向に回転操作され、ガイド球21に円周方向の力が作用している間、一方の第2導電部248aと他方の第2導電部248bがガイド球21を介して導通して、信号を制御装置70へ送信する。制御装置70が右操舵を検出する。
When the
次いで、第一実施形態で説明したように、第三実施形態でも、図11の本発明の第一実施形態に係る転舵制御の流れを示すフローチャートに従って動作する。 Next, as described in the first embodiment, the third embodiment also operates according to the flowchart showing the flow of the turning control according to the first embodiment of the present invention in FIG.
本実施の形態によれば、操舵角センサ13に異常が発生した故障時に、操舵部品2を一方向に旋回させ、第1検出部200で検出されたときは、転舵アクチュエータ53によって転舵輪3を一方向に旋回させ、操舵部品2を他方向に旋回させ、第2検出部210で検出されたときは、転舵アクチュエータ53によって転舵輪3を他方向に旋回させるため、故障時にフェールセーフ機能として確実に機能することができる。
According to the present embodiment, when a malfunction occurs in the
また、第三実施形態によれば、係合部材としてのガイド球21が一方の第1導電部248aと他方の第1導電部248bあるいは一方の第2導電部248aと他方の第2導電部248bを繋ぐスイッチであり、一方の第1導電部248aと他方の第1導電部248bあるいは一方の第2導電部248aと他方の第2導電部248b自体に可動のスイッチを持たないので、第1導電部248aおよび第2導電部248bに大きな力が作用しても壊れることがないし、さらに、一方の第1導電部248aおよび他方の第1導電部248bと、一方の第2導電部248aおよび他方の第2導電部248b自体とが、第2プレート40にまとめて設置されているため、構造が簡単になり、より安価となる。
In addition, according to the third embodiment, the
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 The present invention is not limited to these embodiments, and can of course be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
今回、第一実施形態乃至第三実施形態の第2の溝43は、操舵部品2の回転操作量として1620度(4.5回転)にわたり形成されている。しかし、第2の溝43の長さは各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、他の実施形態として第2の溝43は、操舵部品2の回転操作量として360度(1回転)以上にわたり自由に形成されてもよい。
This time, the 2nd groove |
第一実施形態乃至第三実施形態は、第1プレート30がステアリングシャフト11と一体に回転し、第2プレート40がステアリングシャフト11の回転に対して回転しない。他の実施形態として、第2プレート40がステアリングシャフト11と一体に回転し、第1プレート30がステアリングシャフト11の回転に対して回転しない場合でもよい。変形例の回転制限機構20においては、第1プレート30が「回転不能要素」に相当し、第2プレート40が「回転可能要素」に相当してもよい。
In the first to third embodiments, the
第一実施形態乃至第三実施形態は、第1プレート30に第1の溝33が形成され、第2プレート40に第2の溝43が形成されている。例えば、他の実施形態として、第1プレート30に第2の溝43が形成され、第2プレート40に第1の溝33が形成された構成でもよい。
In the first to third embodiments, the
1…車両用操舵装置、 2…操舵部品、 3…転舵輪、 10…操作機構、 11…ステアリングシャフト、 12…反力アクチュエータ、 13…操舵角センサ、 20…回転制限機構、 21a,21b…一対の係合部材(ガイド球)、 22…コイルばね(弾性部品、抵抗増加機構)、 30…第1プレート(回転可能要素)、 33…第1の溝、 40…第2プレート(回転不能要素)、 43…第2の溝、 44…内径側の他端(ストローク端部)、 45…外径側の一端(ストローク端部)、 47…第1検出部、 48…第2検出部、 50…操舵機構、 45a…第1傾斜部、 44a…第2傾斜部、 70…制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記回転制限機構は、前記ステアリングシャフトと一体に回転する回転可能要素と、前記ステアリングシャフトの軸方向において前記回転可能要素と対向する回転不能要素と、前記回転可能要素および前記回転不能要素の前記軸方向の間に配置された係合部材とを有し、前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方に径方向に直線形状の第1の溝が形成され、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方に、少なくとも1回転を超える前記所定角度に渡って螺旋形状の第2の溝が形成され、前記第1の溝および前記第2の溝の交差する箇所に前記係合部材を有し、前記係合部材が前記第2の溝の外径側のストローク端部にあることを検出する第1検出部と、前記係合部材が前記第2の溝の内径側のストローク端部にあることを検出する第2検出部とを有し、前記制御装置は、前記操舵角検出手段に異常が発生したときに、前記第1検出部で検出されたときは、前記転舵輪を一方向に旋回させ、前記第2検出部で検出されたときは、前記転舵輪を他方向に旋回させるように前記転舵用アクチュエータを駆動制御するフェールセーフ機能を有することを特徴とする車両用操舵装置。 A steering shaft that rotates integrally with the steering component, a rotation limiting mechanism that is connected to the steering shaft and restricts to a predetermined angle or less, a steering actuator for turning the steered wheels, and a steering angle of the steering component When the steering angle detecting means for detecting and the steering component is operated in one direction, the steered wheel is turned in one direction, and when the steering component is operated in the other direction, the turning component is detected. A control device that drives and controls the steering actuator based on a signal detected by the steering angle detection means so as to turn the steered wheel in the other direction, and mechanically between the steering component and the steered wheel. In a vehicle steering system that has been disconnected,
The rotation limiting mechanism includes a rotatable element that rotates integrally with the steering shaft, a non-rotatable element that faces the rotatable element in the axial direction of the steering shaft, the rotatable element, and the shaft of the non-rotatable element. A first groove having a linear shape in a radial direction is formed in one of the rotatable element and the non-rotatable element, and the rotatable element and the non-rotatable element. The second groove having a spiral shape is formed over the predetermined angle exceeding at least one rotation, and the engagement member is provided at a location where the first groove and the second groove intersect, A first detector for detecting that the engaging member is at a stroke end on the outer diameter side of the second groove; and the engagement member is at a stroke end on the inner diameter side of the second groove. Detect And when the abnormality is detected in the steering angle detection means, the control device turns the steered wheel in one direction when detected by the first detection unit, A vehicle steering apparatus having a fail-safe function for driving and controlling the steering actuator so as to turn the steered wheel in another direction when detected by the second detector.
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