JP2016124518A - Electric power steering with telescopic function - Google Patents

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健介 船田
Kensuke FUNADA
健介 船田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering with a telescopic function, which can improve space-saving property, reduce cost, and adjust a steering position easily.SOLUTION: An electric power steering is a column assist type electric power steering which compensates a driving force for rotating a steering column around its rotation axis by a motor 2. The electric power steering is provided with a telescopic mechanism for adjusting a position of a steering wheel in an axial direction, and a column rotating mechanism 8 for rotating the steering column. The electric power steering is also provided with a switching mechanism 26 for switching between a basic state where the motor 2 is connected to the column rotating mechanism 8 and a position adjustment state where the motor 2 is connected to the telescopic mechanism to adjust the position of the steering wheel in the axial direction.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

この発明は、ステアリングコラムを回転する駆動力をモータで補うコラムアシスト式の電動パワーステアリングにおいて、テレスコピック機構を付与したテレスコピック機能付き電動パワーステアリングに関する。   The present invention relates to an electric power steering with a telescopic function provided with a telescopic mechanism in a column assist type electric power steering in which a driving force for rotating a steering column is supplemented by a motor.

図6に示すように、車内の快適性を向上させるため、ステアリングホイール50の軸心方向A1の位置を調整するテレスコピック機構が実用に供されている。このテレスコピック機構は、高級車に装備されることが多く、現状Bセグメント以下の低価格でコンパクトな自動車ではほとんど装備されていない。
Bセグメント以下の車に装備される電動パワーステアリング(略称:EPS)では、ステアリングホイールの回転駆動力を補う補助モータがステアリングホイールの近くにあるコラムアシスト式が主流である(例えば、特許文献1,2参照)。
As shown in FIG. 6, a telescopic mechanism that adjusts the position of the steering wheel 50 in the axial direction A1 has been put to practical use in order to improve the comfort in the vehicle. This telescopic mechanism is often installed in luxury cars, and is rarely installed in low-priced and compact cars under the current B segment.
In an electric power steering (abbreviated as EPS) installed in a vehicle of B segment or less, a column assist type in which an auxiliary motor for supplementing the rotational driving force of the steering wheel is close to the steering wheel is the mainstream (for example, Patent Document 1, Patent Document 1). 2).

特開平6−286620号公報JP-A-6-286620 特開2008−296752号公報JP 2008-296752 A

コラムアシスト式のEPSに対し、テレスコピック機構を追加したものは普及していない。その理由は、コストアップや、テレスコピック機構およびモータの追加による省スペース性の悪化が推測される。
ドライバーの腕力によりステアリング位置を調整するチルト・テレスコピック機構もあるものの、Bセグメント以下の車においてドライバーの多い女性などには不向きであり、電動化が望ましい。
What added a telescopic mechanism to column assist type EPS is not widespread. The reason for this is presumed that the cost is increased and the space-saving property is deteriorated due to the addition of a telescopic mechanism and a motor.
Although there is a tilt and telescopic mechanism that adjusts the steering position by the driver's arm force, it is not suitable for women with many drivers in cars of the B segment and below, and electrification is desirable.

この発明の目的は、省スペース性の向上およびコスト低減を図ることができ、またステアリング位置を楽に調整することができるテレスコピック機構付き電動パワーステアリングを提供することである。   An object of the present invention is to provide an electric power steering with a telescopic mechanism that can improve space saving and reduce costs, and can easily adjust a steering position.

この発明のテレスコピック機構付き電動パワーステアリングは、ステアリングコラムをその回転軸心回りに回転させる駆動力をモータで補うコラムアシスト式の電動パワーステアリングにおいて、
ステアリングホイールの軸心方向位置を調整するテレスコピック機構を設け、
前記ステアリングコラムを回転駆動するコラム回転機構を設け、
前記モータを前記コラム回転機構に接続する基本状態と、前記モータを前記テレスコピック機構に接続して前記ステアリングホイールの軸心方向位置を調整駆動する位置調整状態とに切り替える切替機構を設けたことを特徴とする。
The electric power steering with a telescopic mechanism of the present invention is a column assist type electric power steering in which a driving force for rotating a steering column about its rotation axis is supplemented by a motor.
A telescopic mechanism is provided to adjust the axial position of the steering wheel.
A column rotation mechanism for rotating the steering column;
A switching mechanism is provided that switches between a basic state in which the motor is connected to the column rotation mechanism and a position adjustment state in which the motor is connected to the telescopic mechanism to adjust and drive the axial position of the steering wheel. And

この構成によると、運転者がこの車両の運転席に乗車した車両停止時に、切替機構により前記基本状態から前記位置調整状態に切り替えて、ステアリングホイールの軸心方向位置を調整し得る。ステアリングホイールの軸心方向位置を調整するとき、モータがテレスコピック機構に接続されていることで、運転者の腕力によらずにモータの駆動力で楽にテレスコピック動作を行える。したがって、運転者の体格に応じたステアリング位置を実現でき、ステアリング操作を好適に行うことができる。   According to this configuration, when the driver stops on the driver's seat of the vehicle, the position of the steering wheel in the axial center direction can be adjusted by switching from the basic state to the position adjustment state by the switching mechanism. When adjusting the axial position of the steering wheel, the motor is connected to the telescopic mechanism, so that the telescopic operation can be easily performed with the driving force of the motor regardless of the driver's arm force. Therefore, the steering position according to the driver's physique can be realized, and the steering operation can be suitably performed.

その後、切替機構により前記位置調整状態から前記基本状態に切り替える。この基本状態では、前記モータがコラム回転機構に接続されることで、車両の運転時にステアリングコラムを回転駆動する駆動力を前記モータで補うことができる。これにより楽にステアリング操作を行える。
特に、切替機構を設けて、コラムアシスト用のモータをテレスコピック機構の駆動用のモータとして兼用したため、省スペース性の向上を図ると共に部品点数を低減してコスト低減を図ることができる。
Thereafter, the position adjustment state is switched to the basic state by a switching mechanism. In this basic state, the motor is connected to the column rotating mechanism, so that the driving force for rotating the steering column during driving of the vehicle can be supplemented by the motor. As a result, the steering operation can be performed easily.
In particular, since the switching mechanism is provided and the column assisting motor is also used as the driving motor for the telescopic mechanism, it is possible to improve the space saving and reduce the number of parts and the cost.

前記テレスコピック機構は、前記モータの回転運動を、テレスコピック動作である直線運動に変換するボールねじ機構を有するものとしても良い。このようにボールねじ機構を用いることで、静粛で滑らかなテレスコピック動作を行うことができる。またテレスコピック動作に必要な負荷荷重や回転速度は小さく、ボールねじ機構として小さく安価な物が選定できる。   The telescopic mechanism may include a ball screw mechanism that converts a rotational motion of the motor into a linear motion that is a telescopic motion. By using the ball screw mechanism in this way, a quiet and smooth telescopic operation can be performed. In addition, the load and rotation speed required for telescopic operation are small, and a small and inexpensive ball screw mechanism can be selected.

前記ボールねじ機構は、前記モータにより回転駆動される回転ナットと、この回転ナットの回転により前記ステアリングコラムの一部を軸心方向に伸縮させるボールねじ軸とを有するものとしても良い。コラムアシスト式の電動パワーステアリングでは、モータを室内に設置できることから、モータ、回転ナット、およびボールねじ軸に異物が混入する懸念が解消されるため、ボールねじ機構を採用し易い。   The ball screw mechanism may include a rotating nut that is rotationally driven by the motor, and a ball screw shaft that expands and contracts a part of the steering column in the axial direction by the rotation of the rotating nut. In the column-assist type electric power steering, since the motor can be installed indoors, it is easy to adopt the ball screw mechanism because the concern that foreign matters are mixed into the motor, the rotating nut, and the ball screw shaft is eliminated.

前記切替機構につき、この電動パワーステアリングが搭載された車両の走行時に前記基本状態から前記位置調整状態への切り替えを禁止し、前記車両の停車時に、前記基本状態から前記位置調整状態に切り替え可能とする制御を行う制御装置を設けても良い。テレスコピック動作を電動で行う場合、その駆動モータをアシストモータとは別個に設けるのが一般的である。この場合、車両の停車時にのみ、前記基本状態から前記位置調整状態に切り替え可能とする制御を行うことで、モータが同時に使用されることがなくなる。   The switching mechanism prohibits switching from the basic state to the position adjustment state when the vehicle equipped with the electric power steering is running, and can switch from the basic state to the position adjustment state when the vehicle stops. You may provide the control apparatus which performs control to perform. When the telescopic operation is performed electrically, the drive motor is generally provided separately from the assist motor. In this case, the motor is not used at the same time by performing control that enables switching from the basic state to the position adjustment state only when the vehicle is stopped.

この発明のテレスコピック機構付き電動パワーステアリングは、ステアリングコラムをその回転軸心回りに回転させる駆動力をモータで補うコラムアシスト式の電動パワーステアリングにおいて、ステアリングホイールの軸心方向位置を調整するテレスコピック機構を設け、前記ステアリングコラムを回転駆動するコラム回転機構を設け、前記モータを前記コラム回転機構に接続する基本状態と、前記モータを前記テレスコピック機構に接続して前記ステアリングホイールの軸心方向位置を調整駆動する位置調整状態とに切り替える切替機構を設けた。このため、省スペース性の向上およびコスト低減を図ることができ、またステアリング位置を楽に調整することができる。   The electric power steering with a telescopic mechanism according to the present invention is a column assist type electric power steering that supplements a driving force for rotating a steering column around its rotational axis with a motor. A column rotation mechanism for rotating the steering column, a basic state in which the motor is connected to the column rotation mechanism, and an adjustment drive for adjusting the axial direction position of the steering wheel by connecting the motor to the telescopic mechanism A switching mechanism for switching to a position adjustment state is provided. For this reason, space saving and cost reduction can be achieved, and the steering position can be adjusted easily.

この発明の実施形態に係る電動パワーステアリングの概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of an electric power steering according to an embodiment of the present invention. 同電動パワーステアリングの側面図である。It is a side view of the same electric power steering. 同電動パワーステアリングのステアリングコラムの支持構造等を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the support structure etc. of the steering column of the same electric power steering. 同電動パワーステアリングの要部を拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows the principal part of the same electric power steering. この発明の他の実施形態に係る電動パワーステアリングの切替機構等を示す図である。It is a figure which shows the switching mechanism etc. of the electric power steering which concerns on other embodiment of this invention. 従来のテレスコピック機構の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the conventional telescopic mechanism.

この発明の実施形態を図1ないし図4と共に説明する。
図1に示すように、この実施形態に係る電動パワーステアリングは、ステアリングコラム1をその回転軸心L1回りに回転する駆動力をモータ2で補うコラムアシスト式の電動パワーステアリングである。この電動パワーステアリングは、ステアリングホイール3、ステアリングコラム1、およびラックピニオン機構4等を含む基本構成と、その他のテレスコピック機構5等の付加構成と、制御装置6とを有する。先ず基本構成について説明する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the electric power steering according to this embodiment is a column assist type electric power steering in which a driving force for rotating a steering column 1 around its rotation axis L <b> 1 is supplemented by a motor 2. This electric power steering has a basic configuration including a steering wheel 3, a steering column 1, a rack and pinion mechanism 4, an additional configuration such as other telescopic mechanism 5, and a control device 6. First, the basic configuration will be described.

<基本構成について>
この電動パワーステアリングは、基本構成として、ステアリングホイール3、ステアリング軸7、ステアリングコラム1、コラム回転機構8、中間軸9、ピニオンシャフト10を含む入力軸11、ラック・ピニオン機構4、ラックシャフト12、複数の軸受(後述する)、モータ2、およびトルクセンサ13を有する。これらのうちステアリング軸7およびステアリングコラム1は、互いに同軸で車両の室内に設けられ、車両前後方向の前方に向かうに従って下方に至るように傾斜支持されている。
図3に示すように、車体には、例えば、複数のブラケット14,15を介してそれぞれ軸受16,17が設けられ、これら軸受16,17にステアリング軸7およびステアリングコラム1が回転自在に支持されている。
<About basic configuration>
This electric power steering is basically composed of a steering wheel 3, a steering shaft 7, a steering column 1, a column rotating mechanism 8, an intermediate shaft 9, an input shaft 11 including a pinion shaft 10, a rack and pinion mechanism 4, a rack shaft 12, It has a plurality of bearings (described later), a motor 2, and a torque sensor 13. Among these, the steering shaft 7 and the steering column 1 are provided coaxially with each other in the interior of the vehicle, and are supported to be inclined downward toward the front in the vehicle front-rear direction.
As shown in FIG. 3, for example, the vehicle body is provided with bearings 16 and 17 via a plurality of brackets 14 and 15, respectively, and the steering shaft 7 and the steering column 1 are rotatably supported by these bearings 16 and 17. ing.

図1,図2に示すように、ステアリング軸7の軸方向基端部にステアリングホイール3が固定されている。ステアリング軸7における軸方向先端部から軸方向中間付近にわたる部分が、円筒状のステアリングコラム1内に挿通されて設けられている。ステアリングコラム1は内筒部材18と外筒部材19とを有し、これら内筒部材18,外筒部材19は、互いに同軸上で軸方向に摺動自在で、且つ、内筒部材18に対し外筒部材19が回転自在に嵌合されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the steering wheel 3 is fixed to the axial base end portion of the steering shaft 7. A portion of the steering shaft 7 extending from the axial tip to the middle in the axial direction is inserted through the cylindrical steering column 1. The steering column 1 includes an inner cylinder member 18 and an outer cylinder member 19, and the inner cylinder member 18 and the outer cylinder member 19 are coaxially slidable in the axial direction and are slidable relative to the inner cylinder member 18. The outer cylinder member 19 is rotatably fitted.

図3に示すように、内筒部材18の内周に軸受20,20を介してステアリング軸7が嵌合され、内筒部材18に対しステアリング軸7が軸心L1回りに回転自在に支持される。ステアリング軸7の外周には、軸受20,20を軸方向に位置決めする止め輪等(図示せず)が設けられている。後述するテレスコピック機構5(図1)により内筒部材18を軸方向A1に移動させることで、この内筒部材18と共にステアリング軸7が軸方向に移動し得る。またステアリング軸7を支持するブラケット14は、前記軸方向A1に移動可能な可動ブラケットが適用される。ステアリング軸7の軸方向先端側(同図3下側)の外周と、外筒部材19の内周とは、例えば、スプライン嵌合またはセレーション嵌合されて一体に回転可能で且つ軸方向A1に互いに相対移動可能に構成される。   As shown in FIG. 3, the steering shaft 7 is fitted to the inner periphery of the inner cylinder member 18 via bearings 20 and 20, and the steering shaft 7 is supported by the inner cylinder member 18 so as to be rotatable around the axis L1. The A retaining ring or the like (not shown) for positioning the bearings 20 and 20 in the axial direction is provided on the outer periphery of the steering shaft 7. By moving the inner cylinder member 18 in the axial direction A1 by a telescopic mechanism 5 (FIG. 1) described later, the steering shaft 7 can move in the axial direction together with the inner cylinder member 18. The bracket 14 that supports the steering shaft 7 is a movable bracket that is movable in the axial direction A1. The outer periphery of the steering shaft 7 in the axial direction front end side (the lower side in FIG. 3) and the inner periphery of the outer cylinder member 19 are spline-fitted or serrated-fitted and can be rotated integrally and in the axial direction A1. It is configured to be movable relative to each other.

図1に示すように、外筒部材19の軸方向先端部に、両端にジョイント部9a,9aを備えた中間軸9が連結されている。この中間軸9の先端のジョイント部9aに、ピニオンシャフト10を含む入力軸11が連結されている。ピニオンシャフト10の軸方向先端部の外周面にピニオンギヤ10aが形成され、ラックシャフト12にラックギヤ12aが形成されている。ラック・ピニオン機構4は、ステアリング軸7等の回転運動をラックシャフト12の直線運動に変換する機構であり、ラックギヤ12aと、このラックギヤ12aに噛合するピニオンギヤ10aとを有する。   As shown in FIG. 1, an intermediate shaft 9 having joint portions 9 a and 9 a at both ends is connected to an axial end portion of the outer cylinder member 19. An input shaft 11 including a pinion shaft 10 is connected to the joint portion 9 a at the tip of the intermediate shaft 9. A pinion gear 10 a is formed on the outer peripheral surface of the tip end portion in the axial direction of the pinion shaft 10, and a rack gear 12 a is formed on the rack shaft 12. The rack and pinion mechanism 4 is a mechanism that converts the rotational motion of the steering shaft 7 or the like into the linear motion of the rack shaft 12, and includes a rack gear 12a and a pinion gear 10a that meshes with the rack gear 12a.

ステアリングホイール3の回転により、ステアリング軸7および外筒部材19が回転することで、中間軸9を介して入力軸11のピニオンシャフト10が回転する。ラック・ピニオン機構4はこの回転をラックシャフト12の直線運動つまり往復動に変換する。これにより車輪21,21の転舵角を変更し得る。   As the steering wheel 3 rotates, the steering shaft 7 and the outer cylinder member 19 rotate, so that the pinion shaft 10 of the input shaft 11 rotates via the intermediate shaft 9. The rack and pinion mechanism 4 converts this rotation into a linear motion of the rack shaft 12, that is, a reciprocating motion. Thereby, the turning angle of the wheels 21 and 21 can be changed.

コラム回転機構8は、ステアリングコラム1を回転駆動する機構であって、図3に示すステアリングコラム1を支持する軸受20,20と、図4に示すフランジ22に形成されたギヤ23とを有する。なお図4は図1のIV部の拡大図である。入力軸10の外周にフランジ22が形成され、このフランジ22のアキシアル平面となる上面には、モータ軸に付設されたピニオンギヤ24に噛合可能なギヤ23が形成されている。コラム回転機構8は、基本状態において、フランジ22のギヤ23がピニオンギヤ24に噛合された状態つまりモータ2に接続された状態となっている。   The column rotating mechanism 8 is a mechanism that rotationally drives the steering column 1, and includes bearings 20 and 20 that support the steering column 1 shown in FIG. 3, and a gear 23 formed on the flange 22 shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged view of a portion IV in FIG. A flange 22 is formed on the outer periphery of the input shaft 10, and a gear 23 that can mesh with a pinion gear 24 attached to the motor shaft is formed on the upper surface of the flange 22 that forms an axial plane. In the basic state, the column rotating mechanism 8 is in a state where the gear 23 of the flange 22 is engaged with the pinion gear 24, that is, connected to the motor 2.

図1に示すように、トルクセンサ13は、ステアリングホイール3に入力される操舵トルクおよび操舵方向をそれぞれ検出する。このトルクセンサ13は、出力軸11の外周のうちフランジ22よりも上部に設けられている。このトルクセンサ13で検出される操舵トルク等に基づいて、モータ2の回転力を入力軸11に伝達することで操舵力が補助される。 As shown in FIG. 1, the torque sensor 13 detects a steering torque and a steering direction input to the steering wheel 3. The torque sensor 13 is provided at an upper portion than the flange 22 of the outer periphery of the input and output shaft 11. The steering force is assisted by transmitting the rotational force of the motor 2 to the input shaft 11 based on the steering torque detected by the torque sensor 13.

<付加構成について>
この電動パワーステアリングは、付加構成として、調整スイッチ25とテレスコピック機構5と切替機構26(図4)とを有する。テレスコピック機構5は、ステアリングホイール3の軸心方向位置を調整する機構である。このテレスコピック機構5は、ボールねじ機構27とリンク機構28とを有する。ボールねじ機構27は、モータ2の回転運動をテレスコピック動作である直線運動に変換する機構である。
<Additional configuration>
This electric power steering has an adjustment switch 25, a telescopic mechanism 5, and a switching mechanism 26 (FIG. 4) as additional components. The telescopic mechanism 5 is a mechanism that adjusts the axial position of the steering wheel 3. The telescopic mechanism 5 includes a ball screw mechanism 27 and a link mechanism 28. The ball screw mechanism 27 is a mechanism that converts the rotational motion of the motor 2 into a linear motion that is a telescopic motion.

図4に示すように、ボールねじ機構27は、モータ2により回転駆動される回転ナット27aと、この回転ナット27aの回転によりステアリングコラム1の内筒部材18(図3)を軸方向に移動させるボールねじ軸27bとを有する。回転ナット27aは図示外の軸受により回転自在に支持されている。回転ナット27aの外周にフランジ29が設けられ、このフランジ29のアキシアル平面である下面にギヤ29aが形成されている。このギヤ29aが、モータ軸に付設されたピニオンギヤ24に噛合された状態すなわち位置調整状態において、回転ナット27aが回転駆動される。   As shown in FIG. 4, the ball screw mechanism 27 moves the rotation nut 27 a rotated by the motor 2 and the inner cylinder member 18 (FIG. 3) of the steering column 1 in the axial direction by the rotation of the rotation nut 27 a. And a ball screw shaft 27b. The rotating nut 27a is rotatably supported by a bearing not shown. A flange 29 is provided on the outer periphery of the rotary nut 27a, and a gear 29a is formed on the lower surface, which is an axial plane of the flange 29. In a state where the gear 29a is engaged with the pinion gear 24 attached to the motor shaft, that is, in a position adjustment state, the rotary nut 27a is rotationally driven.

図1,図2に示すように、リンク機構28は、この例では、第1および第2のリンク部材28a,28bを有する。ボールねじ軸27bの軸方向先端部に、第1のリンク部材28aの軸方向一端部が揺動自在に連結されている。内筒部材18の外周にフランジ18aが形成され、このフランジ18aに第2のリンク部材28bの軸方向一端部が連結されている。これら第1,第2のリンク部材28a,28bの軸方向他端部は、互いに揺動自在に連結されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the link mechanism 28 has first and second link members 28 a and 28 b in this example. One end of the first link member 28a in the axial direction is connected to the tip of the ball screw shaft 27b in the swingable manner. A flange 18a is formed on the outer periphery of the inner cylinder member 18, and one end of the second link member 28b in the axial direction is connected to the flange 18a. The other axial ends of the first and second link members 28a and 28b are connected to each other so as to be swingable.

位置調整状態において、運転者による調整スイッチ25の操作量に基づきモータ2を回転させ回転ナット27aを回転駆動すると、ボールねじ軸27bが軸方向に移動する。これにより、リンク機構28を介して、ステアリングコラム1の内筒部材18が軸方向に移動する。このようにテレスコピック動作を行うことが可能である。   In the position adjustment state, when the motor 2 is rotated based on the operation amount of the adjustment switch 25 by the driver and the rotation nut 27a is driven to rotate, the ball screw shaft 27b moves in the axial direction. Thereby, the inner cylinder member 18 of the steering column 1 moves in the axial direction via the link mechanism 28. Thus, it is possible to perform a telescopic operation.

図4に示すように、切替機構26は、基本状態と位置調整状態とを切り替える機構であり、例えば、モータ本体2aと車体側の固定部材30とに設けられた、互いに吸引可能な電磁石31,31と、切替スイッチ32(図1)とを含む。またモータ2はこのモータ本体2aの基端部の回転支点2aaを中心に回転可能に構成される。基本状態としている場合、電磁石31,31は互いに離隔して作動せず、回転ナット27aは回転駆動不能である。車両の停車時に運転者により切替スイッチ32(図1)を位置調整状態に切り替えると、電磁石31,31を作動させて互いに吸引させる(つまりモータ本体2aを回転支点2aaを中心に回転させる)ことにより、回転ナット27aがモータ2により回転駆動される。   As shown in FIG. 4, the switching mechanism 26 is a mechanism that switches between a basic state and a position adjustment state. For example, the electromagnets 31 that can be attracted to each other provided on the motor main body 2 a and the vehicle body side fixing member 30 31 and a changeover switch 32 (FIG. 1). The motor 2 is configured to be rotatable around a rotation fulcrum 2aa at the base end of the motor body 2a. In the basic state, the electromagnets 31, 31 do not operate separately from each other, and the rotary nut 27a cannot be driven to rotate. When the driver switches the changeover switch 32 (FIG. 1) to the position adjustment state when the vehicle is stopped, the electromagnets 31 and 31 are operated to attract each other (that is, the motor body 2a is rotated around the rotation fulcrum 2aa). The rotation nut 27a is rotationally driven by the motor 2.

<制御装置について>
図1に示すように、制御装置6は、例えば、自動車全般の制御を行う電気制御ユニット(ECU)である。この制御装置6は、基本制御部6aと切替制御部6bとを有する。基本制御部6aは、トルクセンサ13で検出される操舵トルク、操舵方向、および車速信号に基づいて、モータ2に対し定められた電流制御を行う。操舵方向は、トルク値の正負により定められる。
<About the control device>
As shown in FIG. 1, the control device 6 is, for example, an electric control unit (ECU) that controls the entire automobile. The control device 6 includes a basic control unit 6a and a switching control unit 6b. The basic control unit 6a performs a predetermined current control on the motor 2 based on the steering torque, the steering direction, and the vehicle speed signal detected by the torque sensor 13. The steering direction is determined by the sign of the torque value.

車速信号は、例えば、車両に設けられる速度センサから得られる。例えば、車速が高速域に比べて低速域では、制御装置6は、モータ2に与える電流を大きくしてステアリング操作が軽くなるように操舵力を補助する。車速および操舵トルクとモータ電流の関係は、例えば、マップ等からなる関係設定手段に記憶されている。これらの関係は例えば試験やシミュレーション等の結果により定められる。   The vehicle speed signal is obtained from, for example, a speed sensor provided in the vehicle. For example, when the vehicle speed is lower than the high speed range, the control device 6 assists the steering force so that the current applied to the motor 2 is increased and the steering operation becomes lighter. The relationship between the vehicle speed, the steering torque, and the motor current is stored in a relationship setting unit including a map, for example. These relationships are determined by the results of, for example, tests and simulations.

切替制御部6bは、切替機構26(図4)につき、車両の走行時に切替スイッチ32による基本状態から位置調整状態への切り替えを禁止し、車両の停車時に、基本状態から位置調整状態に切り替え可能とする制御を行う。切替制御部6bは、例えば、前記速度センサからの車速信号により、車両の走行時か停車時かを判断する。   The switching control unit 6b prohibits the switching mechanism 26 (FIG. 4) from switching from the basic state to the position adjustment state by the changeover switch 32 when the vehicle travels, and can switch from the basic state to the position adjustment state when the vehicle stops. Control is performed. The switching control unit 6b determines, for example, whether the vehicle is running or stopped based on a vehicle speed signal from the speed sensor.

また切替制御部6bは、位置調整状態のとき、調整スイッチ25から与えられる調整量に基づいて、モータ2に対し定められた電流制御を行う。その後切替制御部6bは、エンジン始動、またはアクセルペダル(図示せず)の操作量または前記速度センサからの車速信号を検出すると、基本状態に切り替える。なお調整量とモータ電流との関係は例えば試験やシミュレーション等の結果により定められる。   Further, the switching control unit 6b performs a predetermined current control on the motor 2 based on the adjustment amount given from the adjustment switch 25 in the position adjustment state. After that, the switching control unit 6b switches to the basic state when it detects engine start, an operation amount of an accelerator pedal (not shown), or a vehicle speed signal from the speed sensor. Note that the relationship between the adjustment amount and the motor current is determined by the results of, for example, tests and simulations.

以上説明した電動パワーステアリングによると、運転者がこの車両の運転席に乗車したとき、切替機構26により基本状態から位置調整状態に切り替えて、調整スイッチ25を操作することで、ステアリングホイール3の軸心方向位置を調整し得る。このステアリングホイール3の軸心方向位置を調整するとき、モータ2がテレスコピック機構5に接続されていることで、運転者の腕力によらずにモータ2の駆動力で楽にテレスコピック動作を行える。したがって、運転者の体格に応じたステアリング位置を実現でき、ステアリング操作を好適に行うことができる。   According to the electric power steering described above, when the driver gets in the driver's seat of this vehicle, the switching mechanism 26 switches from the basic state to the position adjustment state, and operates the adjustment switch 25, so that the shaft of the steering wheel 3 can be operated. The cardiac position can be adjusted. When the position of the steering wheel 3 in the axial direction is adjusted, the motor 2 is connected to the telescopic mechanism 5 so that the telescopic operation can be easily performed with the driving force of the motor 2 regardless of the arm strength of the driver. Therefore, the steering position according to the driver's physique can be realized, and the steering operation can be suitably performed.

その後、この車両を走行させると、切替機構26により位置調整状態から基本状態に切り替える。この基本状態では、モータ2がコラム回転機構8に接続されることで、車両の運転時にステアリングコラム1を回転駆動する駆動力をモータ2で補うことができる。これにより楽にステアリング操作を行える。
特に、切替機構26を設けて、コラムアシスト用のモータ2をテレスコピック機構5の駆動用のモータ2として兼用したため、省スペース性の向上を図ると共に部品点数を低減してコスト低減を図ることができる。
Thereafter, when the vehicle is run, the switching mechanism 26 switches the position adjustment state to the basic state. In this basic state, the motor 2 is connected to the column rotating mechanism 8, so that the driving force for rotating the steering column 1 during driving of the vehicle can be supplemented by the motor 2. As a result, the steering operation can be performed easily.
In particular, since the switching mechanism 26 is provided and the column assist motor 2 is also used as the driving motor 2 for the telescopic mechanism 5, it is possible to improve the space saving and reduce the number of parts and the cost. .

テレスコピック機構5は、モータ2の回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構27を有するため、静粛で滑らかなテレスコピック動作を行うことができる。テレスコピック動作に必要な負荷荷重や回転速度は小さく、ボールねじ機構27として小さく安価な物が選定できる。またコラムアシスト式の電動パワーステアリングでは、モータ2を室内に設置できることから、モータ2、回転ナット27a、およびボールねじ軸27bに異物が混入する懸念が解消されるため、ボールねじ機構27を採用し易い。テレスコピック動作を電動で行う場合、その駆動モータをアシストモータとは別個に設けるのが一般的である。この実施形態では、車両の停車時にのみ、基本状態から位置調整状態に切り替え可能とする制御を行うことで、モータ2が同時に使用されることがなくなる。   Since the telescopic mechanism 5 includes the ball screw mechanism 27 that converts the rotational motion of the motor 2 into a linear motion, a quiet and smooth telescopic operation can be performed. The load and rotation speed necessary for the telescopic operation are small, and a small and inexpensive object can be selected as the ball screw mechanism 27. In the column-assist type electric power steering, the motor 2 can be installed indoors, so that the concern of foreign matter entering the motor 2, the rotating nut 27a, and the ball screw shaft 27b is eliminated. easy. When the telescopic operation is performed electrically, the drive motor is generally provided separately from the assist motor. In this embodiment, the motor 2 is not used at the same time by performing control that enables switching from the basic state to the position adjustment state only when the vehicle is stopped.

他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
Another embodiment will be described.
In the following description, the same reference numerals are given to the portions corresponding to the matters described in the preceding forms in each embodiment, and the overlapping description is omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in advance unless otherwise specified. The same effect is obtained from the same configuration. Not only the combination of the parts specifically described in each embodiment, but also the embodiments can be partially combined as long as the combination does not hinder.

図4に示す実施形態では、モータ本体2aを回転支点2aaを中心に回転させて、基本状態と位置調整状態との切り替えを行っていたが、この例に限定されるものではない。
例えば、図5に示すように、モータ2をこの軸方向に沿って移動させて、基本状態と位置調整状態との切り替えを行っても良い。この場合、各フランジ22、29のアキシアル平面ではなく外周面にそれぞれギヤ23,29aが形成されている。またモータ軸には、軸方向に沿って二段のピニオンギヤ24a,24bがそれぞれ付設されている。
In the embodiment shown in FIG. 4, the motor main body 2a is rotated around the rotation fulcrum 2aa to switch between the basic state and the position adjustment state. However, the embodiment is not limited to this example.
For example, as shown in FIG. 5, the motor 2 may be moved along this axial direction to switch between the basic state and the position adjustment state. In this case, gears 23 and 29a are formed not on the axial plane of the flanges 22 and 29 but on the outer peripheral surface. The motor shaft is provided with two stages of pinion gears 24a and 24b along the axial direction.

図5(a)に示すように、車両の運転時には、電磁石31,31を互いに吸引させて基端側のピニオンギヤ24aと、入力軸11側のフランジ22のギヤ23とを噛み合わせている。したがって、ステアリングコラムを回転駆動する駆動力をモータ2で補うことができる。
図5(b)に示すように、停車時には、電磁石31,31を互いに離間させて先端側のピニオンギヤ24bと、ボールねじ機構側のフランジ29のギヤ29aとを噛み合わせている。したがって、モータ2の駆動力で楽にテレスコピック動作を行える。
As shown in FIG. 5A, when the vehicle is operated, the electromagnets 31, 31 are attracted to each other to engage the pinion gear 24a on the base end side and the gear 23 of the flange 22 on the input shaft 11 side. Therefore, the driving force for rotationally driving the steering column can be supplemented by the motor 2.
As shown in FIG. 5B, when the vehicle is stopped, the electromagnets 31 are separated from each other to engage the pinion gear 24b on the tip side and the gear 29a of the flange 29 on the ball screw mechanism side. Therefore, the telescopic operation can be easily performed by the driving force of the motor 2.

モータがステアリングホイールの近くに設けられていれば、リンク機構を省略しても良い。この場合、部品点数を低減して構造を簡単化し、コスト低減をさらに図ることができる。   If the motor is provided near the steering wheel, the link mechanism may be omitted. In this case, the number of parts can be reduced, the structure can be simplified, and the cost can be further reduced.

以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   As mentioned above, although the form for implementing this invention based on embodiment was demonstrated, embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1…ステアリングコラム
2…モータ
3…ステアリングホイール
5…テレスコピック機構
6…制御装置
8…コラム回転機構
26…切替機構
27…ボールねじ機構
27a…回転ナット
27b…ボールねじ軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering column 2 ... Motor 3 ... Steering wheel 5 ... Telescopic mechanism 6 ... Control apparatus 8 ... Column rotating mechanism 26 ... Switching mechanism 27 ... Ball screw mechanism 27a ... Rotating nut 27b ... Ball screw shaft

Claims (4)

ステアリングコラムをその回転軸心回りに回転させる駆動力をモータで補うコラムアシスト式の電動パワーステアリングにおいて、
ステアリングホイールの軸心方向位置を調整するテレスコピック機構を設け、
前記ステアリングコラムを回転駆動するコラム回転機構を設け、
前記モータを前記コラム回転機構に接続する基本状態と、前記モータを前記テレスコピック機構に接続して前記ステアリングホイールの軸心方向位置を調整駆動する位置調整状態とに切り替える切替機構を設けたことを特徴とするテレスコピック機構付き電動パワーステアリング。
In column-assisted electric power steering that supplements the driving force that rotates the steering column around its rotational axis with a motor,
A telescopic mechanism is provided to adjust the axial position of the steering wheel.
A column rotation mechanism for rotating the steering column;
A switching mechanism is provided that switches between a basic state in which the motor is connected to the column rotation mechanism and a position adjustment state in which the motor is connected to the telescopic mechanism to adjust and drive the axial position of the steering wheel. Electric power steering with telescopic mechanism.
請求項1に記載のテレスコピック機構付き電動パワーステアリングにおいて、前記テレスコピック機構は、前記モータの回転運動を、テレスコピック動作である直線運動に変換するボールねじ機構を有するテレスコピック機構付き電動パワーステアリング。   The electric power steering with a telescopic mechanism according to claim 1, wherein the telescopic mechanism has a ball screw mechanism that converts a rotational motion of the motor into a linear motion that is a telescopic motion. 請求項2に記載のテレスコピック機構付き電動パワーステアリングにおいて、前記ボールねじ機構は、前記モータにより回転駆動される回転ナットと、この回転ナットの回転により前記ステアリングコラムの一部を軸心方向に伸縮させるボールねじ軸とを有するテレスコピック機構付き電動パワーステアリング。   3. The electric power steering with a telescopic mechanism according to claim 2, wherein the ball screw mechanism includes a rotating nut that is rotationally driven by the motor and a part of the steering column that extends and contracts in the axial direction by the rotation of the rotating nut. Electric power steering with a telescopic mechanism having a ball screw shaft. 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のテレスコピック機構付き電動パワーステアリングにおいて、前記切替機構につき、この電動パワーステアリングが搭載された車両の走行時に前記基本状態から前記位置調整状態への切り替えを禁止し、前記車両の停車時に、前記基本状態から前記位置調整状態に切り替え可能とする制御を行う制御装置を設けたテレスコピック機構付き電動パワーステアリング。   The electric power steering with a telescopic mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein the switching mechanism is changed from the basic state to the position adjustment state when a vehicle on which the electric power steering is mounted travels. An electric power steering with a telescopic mechanism provided with a control device that prohibits switching and performs control to switch from the basic state to the position adjustment state when the vehicle stops.
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