JP2015117005A - ステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図2に示す直進状態の車輪位置で、前輪のステアリング装置10の第一ラックバー53と第二ラックバー54を一体移動可能な状態、つまり連結機構63が結合した状態(図11(b)参照)とする。車両1のフレームに取り付けられたステアリング装置10のラックケース50内を、第一ラックバー53と第二ラックバー54が左右方向に一体に移動する。
小回りモードを図4に示す。図3に示す前輪のステアリング装置10の動作に加え、後輪のステアリング装置20の第一ラックバー53と第二ラックバー54を一体移動可能な状態、つまり連結機構63が結合した状態とする(図11(b)参照)。前輪と同じく、ステアリング装置20が、車両1のフレームに取り付けられた保持ケース内を、左右方向に一体に移動する。
その場旋回モードを図5に示す。連結機構63が分離されることで(図11(a)参照)、第一ラックバー53と第二ラックバー54は別々に動作可能となる。このとき、モード切替用アクチュエータ32から駆動力が第一ピニオンギア62に入力されて、第一ラックバー53と第二ラックバー54は互いに相反する方向に同距離移動する。すなわち、第一ラックバー53と第二ラックバー54との間に第一同期ギア55が介在することによって、第一ラックバー53が左右方向一方向へ移動すれば、第二ラックバー54は他方向へ移動する。
横方向移動モードを図6に示す。その場旋回モードと同様に、連結機構63を分離し(図11(a)参照)、前後4つの車輪wすべてが直進方向に対して90度の方向(車両の直進方向に対する左右方向)へ向くように、モード切替用アクチュエータ32から第一ピニオンギア62への回転の入力によって、ステアリング装置10、20内の第一ラックバー53と第二ラックバー54を反対方向へ移動させる。そして、車輪wが前記90度となった位置で連結機構63(図11参照)を結合させて、対のラックバー53、54を固定する。
その他の走行モードとして、例えば、電子制御ユニット(ECU)40が、車両1が高速走行中であることを認識した時は、ECU40の出力に基づき、アクチュエータドライバ30が、後輪のモード切替用アクチュエータ32に指令して、後輪の左右輪w(RL、RR)を、平行状態よりも前方側がわずかに閉じた状態(トーイン状態)に設定する。これにより、安定した高速走行が可能となる。
なお、前述の各走行モードの切り替え時についても、適宜、このモード切替手段42を使用する。車室内にあるモード切替手段42を操作することで、通常走行モード、その場旋回モード、横方向移動モード、小回りモード等を選択することができる。スイッチ操作等で切り替えが可能とすれば、より安全な操作が可能である。
12、22 タイロッド
31 通常転舵用アクチュエータ
32 モード切替用アクチュエータ
53、54 ラックバー
55 同期ギア
60 ラックバー動作手段
62 第一ピニオンギア
63 連結機構
63a 移動部
63b 固定部
65 第二ピニオンギア
70 磁気センサ
71 移動量検出用ギア
72 パルサギア
73 移動量検出手段
76 検出部
76a 突起部
77 センサ部
77a、77b 誘導型近接センサ
78 連結状態検出手段
82 モータコントローラ
83 演算手段
84 センサ(レゾルバ)
M インホイールモータ
w 車輪
Claims (18)
- 前方又は後方の左右車輪(w)に接続され、その左右車輪(w)を転舵するタイロッド(12、22)と、
前記左右車輪(w)のタイロッド(12、22)にそれぞれ接続された対のラックバー(53、54)と、
前記対のラックバー(53、54)にそれぞれ噛み合い、一方のラックバー(53)のラックの歯の並列方向に対する一方向への動きを他方のラックバー(54)の他方向への動きに変換する同期ギア(55)と、
前記対のラックバー(53、54)をそれぞれのラックバー(53、54)のラックの歯の並列方向に沿って、左右反対方向へ移動させることが可能なラックバー動作手段(60)と、
前記ラックバー(53、54)の左右方向への移動量を検出する移動量検出手段(73)と、
を備えたステアリング装置。 - 前記ラックバー動作手段(60)が、
ステアリングシャフト(3)に直接又は他部材を介して間接的に取り付けられ、前記一方のラックバー(53)に噛み合う第一ピニオンギア(62)と、
前記第一ピニオンギア(62)と同軸上に設けられ、前記他方のラックバー(54)に噛み合う第二ピニオンギア(65)と、
前記第一ピニオンギア(62)と前記第二ピニオンギア(65)の間に設けられ、両ギア(62、65)を互いに結合又は分離自在とする連結機構(63)と、
を備え、
前記移動量検出手段(73)が、
前記第一ピニオンギア(62)又は前記第二ピニオンギア(65)の少なくとも一方に噛み合う移動量検出用ギア(71)と、
前記移動量検出用ギア(71)の回転角を検出する回転角度検出手段と、
を備えた請求項1に記載のステアリング装置。 - 前記回転角度検出手段が、
前記移動量検出ギア(71)の回転を伝達するパルサギア(72)と、
前記パルサギア(72)の回転量を前記移動量検出ギア(71)の回転角に変換する磁気センサ(70)と、
を備えた請求項2に記載のステアリング装置。 - 前記回転角度検出手段が、ロータリー式磁気エンコーダである請求項2に記載のステアリング装置。
- 前記左右車輪(w)の転舵角度を、前記移動量検出手段(73)の出力から算出する演算手段(83)を設けた請求項1から4のいずれか一項に記載のステアリング装置。
- 走行モードに対応する前記車輪(w)の目標転舵角度と、前記演算手段(83)によって算出した前記車輪(w)の実際の現状転舵角度とを比較し、前記目標転舵角度と前記現状転舵角度との差を運転者に表示する表示部を備える請求項5に記載のステアリング装置。
- モード切替用アクチュエータ(32)、通常転舵用アクチュエータ(31)、及びインホイールモータ(M)のうち、少なくとも1つがステアリング(2)の操作をアシストして転舵を行う請求項1から6のいずれか一項に記載のステアリング装置。
- 運転者によるステアリング(2)の操作角度、又は走行モードに対応する前記車輪(w)の目標転舵角度と、前記演算手段(83)によって算出した前記車輪(w)の実際の現状転舵角度とを比較し、前記目標転舵角度と前記現状転舵角度との差が予め決めた所定値以下となるようにフィードバック制御を行う請求項5に記載のステアリング装置。
- 前記対のラックバー(53、54)に併設された移動量検出手段(73)によって検出された前記対のラックバー(53、54)の移動量、又は、モード切替用アクチュエータ(32)に設けられたセンサによって得られた前記対のラックバー(53、54)の移動量の少なくとも1つから、前記モード切替用アクチュエータ(32)に対する駆動指令に前記フィードバック制御を行う請求項8に記載のステアリング装置。
- 前記対のラックバー(53、54)に併設された移動量検出手段(73)によって検出された前記対のラックバー(53、54)の移動量、又は、通常転舵用アクチュエータ(31)に設けられたセンサによって得られた前記対のラックバー(53、54)の移動量の少なくとも1つから、前記通常転舵用アクチュエータ(31)に対する駆動指令に前記フィードバック制御を行う請求項8に記載のステアリング装置。
- 前記対のラックバー(53、54)に併設された移動量検出手段(73)によって検出された前記対のラックバー(53、54)の移動量、又は、前記インホイールモータ(M)に設けられたセンサ(84)によって測定された回転角を前記演算手段(83)に伝え、モータコントローラ(82)より得られたインホイールモータ(M)の回転角が所定の範囲内となるように、インホイールモータ(M)に対する駆動指令に前記フィードバック制御を行う請求項8に記載のステアリング装置。
- 前記ステアリング(2)の操作、前記モード切替用アクチュエータ(32)、前記通常転舵用アクチュエータ(31)、又は前記インホイールモータ(M)のうち少なくとも1つのアシストによって、前記フィードバック制御を行う請求項9から11のいずれか一項に記載のステアリング装置。
- 前方又は後方の左右車輪(w)に接続され、その左右車輪(w)を転舵するタイロッド(12、22)と、
前記左右車輪(w)のタイロッド(12、22)にそれぞれ接続された対のラックバー(53、54)と、
前記対のラックバー(53、54)にそれぞれ噛み合い、一方のラックバー(53)のラックの歯の並列方向に対する一方向への動きを他方のラックバー(54)の他方向への動きに変換する同期ギア(55)と、
前記対のラックバー(53、54)をそれぞれのラックバー(53、54)のラックの歯の並列方向に沿って、左右反対方向へ移動させることが可能なラックバー動作手段(60)と、
を備え、
さらに前記ラックバー動作手段(60)が、
ステアリングシャフト(3)に直接又は他部材を介して間接的に取り付けられ、前記一方のラックバー(53)に噛み合う第一ピニオンギア(62)と、
前記第一ピニオンギア(62)と同軸上に設けられ、前記他方のラックバー(54)に噛み合う第二ピニオンギア(65)と、
前記第一ピニオンギア(62)と前記第二ピニオンギア(65)の間に設けられ、両ギア(62、65)を互いに結合又は分離自在とする連結機構(63)と、
を備え、
前記連結機構(63)の連結状態検出手段(78)を備えたステアリング装置。 - 前記連結機構(63)が、
前記第一ピニオンギア(62)又は前記第二ピニオンギア(65)のいずれかの側に設けられる固定部(63b)と、
前記第一ピニオンギア(62)又は前記第二ピニオンギア(65)のうち前記固定部(63b)を設けた側の反対側に設けられ、前記固定部(63b)と同軸に軸方向に相対移動して前記固定部(63b)と嵌合する移動部(63a)と、
を備え、
前記連結状態検出手段(78)が、
前記移動部(63a)の外周に設けられた検出部(76)と、
前記固定部(63b)と前記移動部(63a)とが結合及び分離した状態において前記検出部(76)と対向する位置に設けられ、前記検出部(76)が近接した際に検出信号を発信するセンサ部(77)と、
を備えた請求項13に記載のステアリング装置。 - 前記検出部(76)が前記移動部(63a)の外周部の外径方向に突出して設けられた突起部(76a)であるとともに、前記センサ部(77)が前記検出部(76)との接近に伴う磁気損失を検出する誘導型近接センサ(77a、77b)である請求項14に記載のステアリング装置。
- 前記検出部(76)が磁石であるとともに、前記センサ部(77)が磁気検出素子である請求項14に記載のステアリング装置。
- 前記連結機構(63)に対して走行モードの切り替えの指示を発し、予め決めた所定時間を経過しても、前記センサ部(77)で前記検出部(76)から前記切り替え後の前記検出信号を受信できない際に走行モードの切り替え異常が生じたと判断し、連結機構(63)に動作停止信号を発する異常時制御機構を備えた請求項14から16のいずれか一項に記載のステアリング装置。
- 前方又は後方の左右車輪(w)に接続され、その左右車輪(w)を転舵するタイロッド(12、22)と、
前記左右車輪(w)のタイロッド(12、22)にそれぞれ接続された対のラックバー(53、54)と、
前記対のラックバー(53、54)にそれぞれ噛み合い、一方のラックバー(53)のラックの歯の並列方向に対する一方向への動きを他方のラックバー(54)の他方向への動きに変換する同期ギア(55)と、
前記対のラックバー(53、54)をそれぞれのラックバー(53、54)のラックの歯の並列方向に沿って、左右反対方向へ移動させることが可能なラックバー動作手段(60)と、
前記ラックバー(53、54)の左右方向への移動量を検出する移動量検出手段(73)と、
を備え、さらに前記ラックバー動作手段(60)が、
ステアリングシャフト(3)に直接又は他部材を介して間接的に取り付けられ、前記一方のラックバー(53)に噛み合う第一ピニオンギア(62)と、
前記第一ピニオンギア(62)と同軸上に設けられ、前記他方のラックバー(54)に噛み合う第二ピニオンギア(65)と、
前記第一ピニオンギア(62)と前記第二ピニオンギア(65)の間に設けられ、両ギア(62、65)を互いに結合又は分離自在とする連結機構(63)と、
を備え、
前記連結機構(63)の連結状態検出手段(78)を備えたステアリング装置。
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