JP2019119238A - Operation auxiliary device of steering wheel - Google Patents

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欣司 塚本
Kinji Tsukamoto
欣司 塚本
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Abstract

To alleviate the lowering of the steering performance of an own vehicle and other moving bodies by a simple and inexpensive constitution.SOLUTION: In an auxiliary device of a steering wheel in a moving body having a steering system which is operated by main torque imparted via a steering wheel 10 as the steering wheel, and auxiliary torque imparted from a motor 50, the operation auxiliary device of the steering wheel comprises a wheel deployment part 20 and the like for alleviating a force applied to the steering wheel 10 in order to impart the main torque when the auxiliary torque is lost by making the force directly act on the steering wheel 10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、自動車等の移動体の操舵に用いられる操舵ハンドルの操作補助装置に関する。   The present invention relates to an operation assisting device for a steering wheel used for steering a mobile body such as an automobile.

従来、自動車の操舵においては、パワーステアリングによる動力補助が行われているところ、エンジン駆動に従動して動作する油圧パワーステアリングに代えて、エンジン停止時又はハイブリッド自動車や電気自動車に対応して、独立した電力により動作補助を行う電動パワーステアリング(EPS)が主流となっている。   Conventionally, in the steering of an automobile, where power assistance is provided by power steering, instead of hydraulic power steering that operates following an engine drive, it is independent when the engine is stopped or in response to a hybrid car or an electric car. Electric power steering (EPS) that assists the operation with the generated power is the mainstream.

EPSは自動車のECU(Engine Control Unit)と協働する精密機械であって動作不良は操舵性能の低下を招くこととなる。そこで、フェールセーフの観点から、駆動回路、モータ内の構成、CPU等の構成を二重化して冗長性を持たせるようにした技術が提案されている(例えば、非特許文献1を参照)。   The EPS is a precision machine that cooperates with an ECU (Engine Control Unit) of a car, and a malfunction causes a decrease in steering performance. Therefore, from the viewpoint of fail-safety, a technology has been proposed in which the drive circuit, the configuration in the motor, the configuration of the CPU, and the like are duplicated to provide redundancy (for example, see Non-Patent Document 1).

大橋雅幸「EPS用駆動2系統MCU」DENSO TECHNICAL REVIEW Vol.21 2016年、P.48〜53Ohashi Masayuki "Drive 2-system MCU for EPS" DENSO TECHNICAL REVIEW Vol. 21 2016, P. 48-53

しかしながら、上記従来の技術においては、以下のような課題があった。すなわち、非特許文献1に記載の技術はEPSの構成の複雑化、製造コストの上昇を招くこととなってしまう。   However, the above-described conventional techniques have the following problems. That is, the technique described in Non-Patent Document 1 results in complication of the configuration of EPS and an increase in manufacturing cost.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡易かつ低コストな構成にて、自動車その他の移動体の操舵性能の低下を軽減することが可能な操舵ハンドルの操作補助装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides an operation assisting device of a steering wheel capable of reducing a decrease in the steering performance of an automobile or other mobile body with a simple and low-cost configuration. The purpose is to

上記の目的を達成するために、本発明の側面は、操作者による回動操作を受付ける操舵ハンドルを介して与えられる主トルク及び前記操作者による操作とは独立した動力により与えられる補助トルクにより動作する操舵系を有する移動体における前記操舵ハンドルの前記回動操作を補助する操舵ハンドルの補助装置であって、全部又は一部の前記補助トルクが喪失したときに前記主トルクを与えるために前記操作者により前記操作ハンドルに加えられる力を、前記操作ハンドルに直接的に作用することにより軽減する操作負担軽減手段を備えた、操舵ハンドルの操作補助装置である。   In order to achieve the above object, aspects of the present invention operate with a main torque applied via a steering wheel that receives a pivoting operation by an operator and an auxiliary torque provided by power independent of the operation by the operator. An auxiliary device of a steering wheel for assisting the turning operation of the steering wheel in a moving body having a steering system, the operation for applying the main torque when all or part of the auxiliary torque is lost It is an operation assisting device for a steering wheel provided with operation burden reducing means for reducing a force applied to the operation handle by a person by acting directly on the operation handle.

なお、本発明は他の側面として、前記操舵ハンドルは前記操作者により把持されるものであり、前記操作負担軽減手段は、前記操舵ハンドルの回動中心から前記操舵ハンドルの把持位置までの距離を伸長することにより前記操作ハンドルに加えられる力を軽減するものであってもよい。   According to another aspect of the present invention, the steering handle is gripped by the operator, and the operation load reducing means sets a distance from a rotational center of the steering handle to a gripping position of the steering handle. The extension may reduce the force applied to the operating handle.

更に、本発明は他の側面として、前記操舵ハンドルはステアリングホイールであって、前記操作負担軽減手段は、前記ステアリングホイールのスポークの長さを伸長するものであってもよい。   Further, according to another aspect of the present invention, the steering wheel may be a steering wheel, and the operation burden reducing means may extend a spoke length of the steering wheel.

以上のような本発明は、簡易かつ低コストな構成にて、自動車その他の移動体の操舵性能の低下を軽減することが可能になるという効果を奏する。   The present invention as described above has an effect that it is possible to reduce a decrease in the steering performance of a vehicle or other mobile body with a simple and low-cost configuration.

本発明の実施の形態に係る操舵ハンドルの操作補助装置及びその周辺の構成を示すブロック図A block diagram showing a configuration of a steering wheel operation assisting device according to an embodiment of the present invention and the periphery thereof 本発明の実施の形態に係る操舵ハンドルの操作補助装置の動作を示すフローチャートThe flowchart which shows the operation of the operation assistance device of the steering wheel which relates to the form of execution of this invention (a)本発明の実施の形態に係る操舵ハンドルの操作補助装置の要部の構成を示す図(b)図3(a)のA−A直線による断面図(c)図3(a)のA−A直線による断面図(A) A diagram showing the configuration of the main part of the operation assisting device of the steering wheel according to the embodiment of the present invention (b) A sectional view taken along the line AA of FIG. 3 (a) (c) Sectional view by AA straight line 本発明の実施の形態に係る操舵ハンドルの操作補助装置の動作状態を説明するための図The figure for demonstrating the operation state of the operation assistance apparatus of the steering wheel which concerns on embodiment of this invention. (a)本発明の実施の形態に係る操舵ハンドルの操作補助装置の要部の構成を示す図(b)本発明の実施の形態に係る操舵ハンドルの操作補助装置の動作状態を説明するための図(A) Diagram showing the configuration of the main part of the steering wheel operation assisting device according to the embodiment of the present invention (b) For explaining the operation state of the steering wheel operation assisting device according to the embodiment of the present invention Figure (a)本発明の実施の形態に係る操舵ハンドルの操作補助装置の要部の構成を示す図(b)本発明の実施の形態に係る操舵ハンドルの操作補助装置の動作状態を説明するための図(A) Diagram showing the configuration of the main part of the steering wheel operation assisting device according to the embodiment of the present invention (b) For explaining the operation state of the steering wheel operation assisting device according to the embodiment of the present invention Figure (a)本発明の実施の形態に係る操舵ハンドルの操作補助装置の要部の構成を示す図(b)本発明の実施の形態に係る操舵ハンドルの操作補助装置の動作状態を説明するための図(A) Diagram showing the configuration of the main part of the steering wheel operation assisting device according to the embodiment of the present invention (b) For explaining the operation state of the steering wheel operation assisting device according to the embodiment of the present invention Figure (a)本発明の他の実施の形態に係る操舵ハンドルの操作補助装置の要部の構成を示す図(b)本発明の他の実施の形態に係る操舵ハンドルの操作補助装置の動作状態を説明するための図(A) A diagram showing the configuration of the main part of the steering assist device according to another embodiment of the present invention (b) The operation state of the steering assist device according to another embodiment of the present invention Figure to explain

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係る操舵ハンドルの操作補助装置を含む、四輪自動車のコラムアシスト型のEPS及びその近傍の構成を模式的に示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a column assist type EPS of a four-wheeled vehicle and its vicinity including an operation assisting device for a steering wheel according to an embodiment of the present invention.

図に示すように、本実施形態の操舵ハンドルの操作補助装置を含む四輪自動車1において、ステアリングホイール10は、操作者としての運転手からの操作を受付けるインタフェースであって、ステアリングコラムS1を回転させる主トルクを与える手段である。   As shown in the figure, in the four-wheeled motor vehicle 1 including the steering wheel operation assisting device of the present embodiment, the steering wheel 10 is an interface for receiving an operation from a driver as an operator, and rotates the steering column S1. It is a means to give the main torque which makes it

運転手がステアリングホイール10を把持して回動させることにより、ステアリングホイール10に同軸配置されたステアリングコラムS1が従動して回動する。ステアリングコラムS1上には、ステアリングホイール10を介して加えられた操舵トルク、ステアリングホイール10の操舵角等の諸量を検出するセンサ30が設けられ、センサ30により検出された諸量は、EPSの専用CPUであるCPU60へ出力される。   When the driver grips and turns the steering wheel 10, the steering column S1 coaxially disposed on the steering wheel 10 is driven to rotate. A sensor 30 is provided on the steering column S1 to detect various amounts of steering torque applied via the steering wheel 10, a steering angle of the steering wheel 10, etc. The amounts detected by the sensor 30 are EPS It is output to the CPU 60 which is a dedicated CPU.

CPU60は、センサ30により検出された諸量及び図示しない自動車のECUより取得した車速等の車両に関する諸情報に基づき、モータ50の動作を制御する手段である。モータ50はCPU60により制御されて、上記の主トルクに基づきステアリングシャフトS2を回転させる補助トルクを与える手段である。なお、CPU60は、モータ50の動作中の電流、電圧もモニタして、モータ50の動作を制御する。   The CPU 60 is means for controlling the operation of the motor 50 on the basis of various amounts detected by the sensor 30 and various information regarding the vehicle such as the vehicle speed acquired from the ECU of the automobile not shown. The motor 50 is a means controlled by the CPU 60 to provide an auxiliary torque for rotating the steering shaft S2 based on the above-mentioned main torque. The CPU 60 also monitors the current and voltage during the operation of the motor 50 to control the operation of the motor 50.

CPU60により制御されたモータ50の回転は、リダクションギア40により減速されてステアリングシャフトS2に伝達され、図示しないピニオンギアを内蔵するステアリングギアボックス72においてラックバー71内の図示しないラックギアの並進運動に変換され、ラックギアの両端に接続された左右一対のタイロッド73をそれぞれ介して、転舵輪80の転舵角を可変させる。   The rotation of the motor 50 controlled by the CPU 60 is decelerated by the reduction gear 40 and transmitted to the steering shaft S2, and converted into translational movement of a rack gear (not shown) in the rack bar 71 in the steering gear box 72 incorporating a pinion gear (not shown) The steering angles of the steered wheels 80 are made variable via the pair of left and right tie rods 73 connected to both ends of the rack gear.

更に、ステアリングホイール10内には、後述する、CPU60の制御により動作するホイール展開部20が設けられる。なお、ステアリングコラムS1及びステアリングシャフトS2において、回転軸の角度を変更するためのジョイント等は図示を省略した。   Furthermore, in the steering wheel 10, there is provided a wheel development unit 20 which is operated by the control of the CPU 60, which will be described later. In the steering column S1 and the steering shaft S2, joints and the like for changing the angle of the rotation axis are not shown.

以上の構成において、EPSを構成するステアリングホイール10、センサ30、リダクションギア40、モータ50、CPU60、ステアリングコラムS1、ステアリングシャフトS2、ラックバー72、ステアリングギアボックス72及び一対のタイロッド73の組合せは、本発明の操舵系に相当し、ステアリングホイール10は本発明の操舵ハンドルに相当する。   In the above configuration, the combination of the steering wheel 10, the sensor 30, the reduction gear 40, the motor 50, the CPU 60, the steering column S1, the steering shaft S2, the rack bar 72, the steering gear box 72 and the pair of tie rods 73 constituting the EPS is The steering wheel 10 corresponds to the steering wheel of the present invention.

更に、ステアリングホイール10、ホイール展開部20及びCPU60の組合せは本発明の操舵ハンドルの操作補助装置に相当し、ホイール展開部20及びCPU60の組合せは本発明の操作負担軽減手段に相当する。   Furthermore, the combination of the steering wheel 10, the wheel unfolding unit 20 and the CPU 60 corresponds to the operation assisting device of the steering wheel of the present invention, and the combination of the wheel unfolding unit 20 and the CPU 60 corresponds to the operation burden reducing means of the present invention.

本実施の形態の操舵ハンドルの操作補助装置は、上記の構成を備えたことにより、CPU60がモータ50の異常を検知して、正常な動力補助ができなくなったと判断した場合において、モータ50の補助トルクによる動力補助を停止するとともに、ホイール展開部20を動作させることにより、運転手によるステアリングホイール10の操作に基づく主トルクによる操舵系の動作を補助する。   With the above-described configuration, the operation assist device for the steering wheel according to the present embodiment assists the motor 50 when the CPU 60 detects an abnormality in the motor 50 and determines that normal power assistance can not be performed. By stopping the power assistance by the torque and operating the wheel deployment unit 20, the operation of the steering system by the main torque based on the operation of the steering wheel 10 by the driver is assisted.

以下、図2のフローチャートを参照して、CPU60の制御による、モータ50による動力補助の停止時における操舵ハンドルの操作補助装置の動作を詳しく説明する。   Hereinafter, with reference to the flowchart of FIG. 2, the operation of the steering assist device at the time of stopping the power assistance by the motor 50 under the control of the CPU 60 will be described in detail.

はじめに、運転手がステアリングホイール10を操作するとともに、モータ50の動作による動力補助を受けて操舵系が動作している間、CPU60は、センサ30及びモータ50をモニタし(S10)、動作中のモータ50の電流・電圧及びセンサ30により検出されるステアリングホイール10の操舵角・トルク等の対応を、予め記憶した基準値と比較することにより、モータ50による動力補助に異常が発生していないかどうかを判定する(S11)。   First, while the driver operates the steering wheel 10 and the steering system is operating with the power assistance by the operation of the motor 50, the CPU 60 monitors the sensor 30 and the motor 50 (S10), and is in operation. Is there no abnormality in the power assistance by the motor 50 by comparing the current / voltage of the motor 50 and the correspondence of the steering angle / torque of the steering wheel 10 detected by the sensor 30 with a reference value stored in advance? It is determined whether or not (S11).

異常が発生してないと判定した場合は、S10に戻ってモニタを継続し、異常が発生していると判定した場合は、CPU60は操舵系に与えている補助トルクを喪失させ(S12)、動力補助を停止する。具体的には、CPU60は、モータ50の動作を停止させる、可能な構成である場合はリダクションギア40とモータ50との間の動力伝達を切り離す、等の制御を行う。   If it is determined that no abnormality has occurred, the process returns to S10 to continue monitoring, and if it is determined that an abnormality has occurred, the CPU 60 loses the assist torque given to the steering system (S12), Stop power assistance. Specifically, the CPU 60 performs control such as stopping operation of the motor 50, disconnecting power transmission between the reduction gear 40 and the motor 50 if possible, and the like.

次いで、CPU60は、ホイール展開部20を動作させる(S13)。具体的にはステアリングホイール10の実質的な外径を拡大させる。   Next, the CPU 60 operates the wheel developing unit 20 (S13). Specifically, the substantial outer diameter of the steering wheel 10 is enlarged.

以下、図3及び4を参照して、ホイール展開部20の動作を説明する。図3は、本実施の形態のステアリングホイール10の構成を示す正面図である。図3に示すように、ステアリングホイール10は、ステアリングコラムS1と同軸配置された回動中心Oを含むハウジング11と、ハウジング11の周囲に配置され、運転手により把持されるホイール本体12と、ハウジング11とホイール本体12とを接続するスポーク13と、ハウジング11内に収容されたホイール展開部20を主要な構成として備える。   Hereinafter, the operation of the wheel developing unit 20 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a front view showing the configuration of the steering wheel 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the steering wheel 10 includes a housing 11 including a rotation center O coaxially arranged with the steering column S1, a wheel main body 12 disposed around the housing 11 and gripped by a driver, and the housing A spoke 13 connecting the wheel 11 and the wheel body 12 and a wheel deployment portion 20 housed in the housing 11 are provided as main components.

ホイール本体12は、図中向かって左側に位置する半円弧状の外形を有するフレーム12a及び右側に位置してフレーム12aと同様の形状を有するフレーム12aが相対して接合面Dにて当接することにより、円弧状の外形を形成している。   In the wheel body 12, a frame 12a having a semicircular arc shape located on the left side in the drawing and a frame 12a having the same shape as the frame 12a located on the right face each other and abut on the joining surface D Thus, an arc-shaped outer shape is formed.

スポーク13は、フレーム12a及び12bの内周面とそれぞれ接してハウジング11に接合される外スポーク13a及び13bと、外スポーク13a及び13bにそれぞれ内挿され、一端がフレーム12a及び12bの内周面にそれぞれ固定されるとともに他端がハウジング11内のホイール展開部20に組み込まれた内スポーク14a及び14bとから構成される。内スポーク14a及び14bは外スポーク13a及び13b内をその延出方向に沿って移動自在に固定されている。   The spokes 13 are respectively inserted into the outer spokes 13a and 13b and the outer spokes 13a and 13b joined to the housing 11 in contact with the inner circumferential surfaces of the frames 12a and 12b, respectively, and one end thereof is the inner circumferential surface of the frames 12a and 12b , And the other end is comprised of inner spokes 14a and 14b incorporated in the wheel deployment portion 20 in the housing 11. The inner spokes 14a and 14b are movably fixed in the outer spokes 13a and 13b along the extending direction.

なお、スポーク13の構成は、図3(a)のA−A断面図である図3(b)(c)にそれぞれ示すように、内スポーク14a及び14bが外スポーク13a及び13bの内側に同軸配置された態様であってもよいし、外スポーク13a及び13bを断面略U字形のガイドレールとして、その内面に内スポーク14a及び14bが配置された態様であってもよい。   As shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), which are sectional views taken along the line A-A of FIG. 3 (a), the inner spokes 14a and 14b are coaxial with the outer spokes 13a and 13b, respectively. It may be a mode where it is arranged, or it may be a mode where inner spokes 14a and 14b are arranged on the inner surface of outer spokes 13a and 13b as a guide rail having a substantially U-shaped cross section.

このような構成を有するステアリングホイール10は、CPU60の制御によりホイール展開部20が、内スポーク14a及び14bをホイール本体12に向かって送出する。これにより、図4に示すように、ステアリングホイール10において、スポーク13は伸長し、ホイール本体12をフレーム12a及び12bに分離させて左右へ移動させる。   The steering wheel 10 having such a configuration causes the wheel deployment unit 20 to send the inner spokes 14 a and 14 b toward the wheel body 12 under the control of the CPU 60. Thereby, as shown in FIG. 4, in the steering wheel 10, the spokes 13 are extended, and the wheel body 12 is separated into the frames 12a and 12b and moved leftward and rightward.

これにより、ステアリングホイール10の外径は、図3に示す通常時の径R1から図4に示す径R2に実質的に拡大される。したがって、ステアリングコラムS1を回動させるのに必要なトルクが運転手によるステアリングホイール10の回動操作に基づく主トルクのみとなった場合に、ステアリングホイール10を回動させる力を上記の通常時より軽減することができ、補助トルクを喪失した状態にある操舵系の操作の容易性及び安全性を向上させることが可能となる。   Thus, the outer diameter of the steering wheel 10 is substantially expanded from the normal diameter R1 shown in FIG. 3 to the diameter R2 shown in FIG. Therefore, when the torque required to turn the steering column S1 is only the main torque based on the turning operation of the steering wheel 10 by the driver, the force for turning the steering wheel 10 is higher It is possible to reduce and improve the ease and safety of operation of the steering system in the state where the assist torque is lost.

次に、ホイール展開部20の内スポーク14a及び14bを送出させる機構の例について、図5〜7を参照して説明する。以下の説明においては、内スポーク14aにより説明するが、内スポーク14bも同様である。   Next, an example of a mechanism for delivering the inner spokes 14 a and 14 b of the wheel deployment unit 20 will be described with reference to FIGS. 5 to 7. In the following description, although it demonstrates with the inner spoke 14a, the inner spoke 14b is also the same.

図5(a)の要部部分断面図に示すように、ホイール展開部20においては、内スポーク14aは圧縮状態にある予圧縮ばね22とともに合成樹脂製のスリーブ21の内部空間21xに収容される。内スポーク14aの端部14Eは、内スポーク14aの他の部分より外径が大きい、又は表面の一部が突出した形状を有する。一方、スリーブ21の内壁には、スリーブ21と一体成形又は別体の部位であるラッチ22aが、CPU60に制御されるアクチュエータ23の押し込み突起により付勢力を受けて内部空間21x内に向かって押し込まれることにより内スポーク14aの端部14Eと係合している。   As shown in the partial cross-sectional view of FIG. 5 (a), in the wheel deployment unit 20, the inner spokes 14a are accommodated in the internal space 21x of the synthetic resin sleeve 21 together with the pre-compression spring 22 in a compressed state. . The end 14E of the inner spoke 14a has a larger outer diameter than that of the other portion of the inner spoke 14a, or has a shape in which a part of the surface protrudes. On the other hand, on the inner wall of the sleeve 21, a latch 22a which is a portion integrally formed with or separately from the sleeve 21 is urged toward the inside of the internal space 21x by receiving an urging force from the pushing projection of the actuator 23 controlled by the CPU 60. Thereby engaging with the end 14E of the inner spoke 14a.

これにより、内スポーク14aは、予圧縮ばね22からの弾性力を受けた状態で図示しないフレーム12a側への移動が規制されている。   Thus, the movement of the inner spokes 14a to the side of the frame 12a (not shown) is restricted in a state where the inner spokes 14a receive the elastic force from the pre-compression spring 22.

図2のS13の実行内容として、CPU60がアクチュエータ23を動作させると、図5(b)に示すように、押し込み突起23aはアクチュエータ23内に引き込まれ、付勢力を失ったラッチ22aがスリーブ21の外周面側へ後退することにより、内スポーク14aの端部14Eとの係合が解除される。これにより、予圧縮ばね22は復元し、その復元力により内スポーク14aはスリーブ21を摺動して、図示しないフレーム12aを外向きに移動させる。なお、スリーブ21の端部には内径が他の部分より大きい、又は表面の一部が内壁から突出してなる折り返し22bが形成されており、予圧縮ばね22の復元力で摺動した内スポーク14aは、端部14Eが折り返し22bに係止されることにより、スリーブ21からの脱落が防止されるとともに、予圧縮ばね22の復元力にて固定した状態におかれる。   When the CPU 60 operates the actuator 23 as the contents of execution of S13 of FIG. 2, as shown in FIG. 5B, the push-in projection 23a is pulled into the actuator 23, and the latch 22a losing the biasing force is of the sleeve 21. By retracting to the outer peripheral surface side, the engagement with the end 14E of the inner spoke 14a is released. As a result, the pre-compression spring 22 is restored, and the return force causes the inner spokes 14a to slide the sleeve 21 to move the frame 12a (not shown) outward. The end of the sleeve 21 is formed with a fold 22 b whose inner diameter is larger than that of the other portion or a part of the surface protrudes from the inner wall, and the inner spokes 14 a slide by the restoring force of the pre-compression spring 22. The end portion 14E is locked to the folded back portion 22b, so that the end portion 14E is prevented from coming off from the sleeve 21 and is fixed by the restoring force of the pre-compression spring 22.

次に、図6(a)の要部部分断面図に示す例は、ホイール展開部20において、内スポーク14aは金属製のスリーブ21の内部空間に収容され、内スポーク14aの他の部分より外径が大きい端部14Eにより、内部空間を離隔して内スポーク14aの移動空間21x1と薬室21x2を形成する。一方、スリーブ21の壁体には、軸体25aがスリーブ21を貫通し、先端Tが内スポーク14の端部14Eに埋設されてなる、合成樹脂性のシェアピン25が装着されている。これにより、内スポーク14aはスリーブ21内に固定されている。   Next, in the wheel expansion portion 20, the inner spokes 14a are accommodated in the inner space of the metal sleeve 21 in the wheel expansion portion 20, and the outer portion is outside the other portion of the inner spokes 14a. Due to the large diameter end portion 14E, the inner space is separated to form a moving space 21x1 and a chamber 21x2 of the inner spoke 14a. On the other hand, a synthetic resin shear pin 25 having a shaft 25a penetrating the sleeve 21 and a tip T embedded in the end 14E of the inner spoke 14 is attached to the wall of the sleeve 21. Thereby, the inner spokes 14 a are fixed in the sleeve 21.

更に、薬室21x2内には火薬24aが配置され、CPU60に制御される点火装置24により燃焼可能な状態に置かれる。   Furthermore, the explosive 24 a is disposed in the chamber 21 x 2 and is put in a flammable state by the igniter 24 controlled by the CPU 60.

図2のS13の実行内容として、CPU60が点火装置24を動作させると、図6(b)に示すように、点火装置24は薬室21x2内の火薬を点火する。火薬の燃焼ガスにより薬室21x2内の内圧が上昇して、その圧力により内スポーク14aは移動空間21x1内を摺動して、フレーム12aを外向きに移動させて、端部14Eが折り返し22bに係止されることにより、スリーブ21からの脱落が防止されるとともに、燃焼ガスの圧力にて固定した状態におかれる。この際、シェアピン25のTは軸体25a及びスリーブ21の内壁によりせん断される。   As the execution content of S13 of FIG. 2, when the CPU 60 operates the igniter 24, as shown in FIG. 6 (b), the igniter 24 ignites the explosive charge in the chamber 21x2. The internal pressure in the chamber 21x2 is increased by the combustion gas of the explosives, and the pressure causes the inner spokes 14a to slide in the moving space 21x1 to move the frame 12a outward, and the end 14E is folded back 22b By being locked, falling off from the sleeve 21 is prevented, and at the same time, the pressure of the combustion gas is fixed. At this time, the T of the shear pin 25 is sheared by the shaft 25 a and the inner wall of the sleeve 21.

次に、図7(a)の要部部分断面図に示す例は、ホイール展開部20において、内スポーク14aは金属製のスリーブ21の内部空間21xに収容される。更に、内スポーク14aには円筒状であって表面が雌ねじ状の開口24axが形成されるとともに、開口24axの雌ねじに対応した雄ねじ状の駆動ねじ26が螺合されている。駆動ねじ26の端部は、スリーブ21上の開口21yを介したベルト27aにより、CPU60にオンオフ及び回転数が制御されるモータ27に連動可能に連結される。   Next, in the example shown in the partial cross-sectional view of FIG. 7A, the inner spokes 14a are accommodated in the internal space 21x of the metal sleeve 21 in the wheel expansion portion 20. Further, the inner spoke 14a is formed with an opening 24ax which is cylindrical and has an internal thread-like surface, and an external thread-like drive screw 26 corresponding to the internal thread of the opening 24ax is engaged. The end of the drive screw 26 is interlocked with a motor 27 whose on / off and rotational speed are controlled by the CPU 60 by a belt 27a through an opening 21y on the sleeve 21.

図2のS13の実行内容として、CPU60がモータ27を所定回転数動作させると、図7(b)に示すように、モータ27の回転に従動する駆動ねじ26の回転により、内スポーク14aと駆動ねじ26の螺合は解除されるともに、内スポーク14aはスリーブ21を所定距離摺動して、フレーム12aを外向きに移動させて、固定した状態におかれる。   As shown in FIG. 7B, when the CPU 60 operates the motor 27 for a predetermined number of revolutions, the inner spokes 14a and the drive are driven by the rotation of the drive screw 26 following the rotation of the motor 27 as the contents of execution of S13 of FIG. While the screwing of the screw 26 is released, the inner spokes 14a slide the sleeve 21 for a predetermined distance to move the frame 12a outward and fix it.

なお、以上説明したホイール展開部20の構成は、フレーム12a及び12bのそれぞれに対して設けてもよいし、単一の構成によって内スポーク14a及び14bが連動して動作する仕組みとしてもよい。特にこの場合、フレーム12a及び12bの拡張が同期して行われることとなり、運転者によるステアリングホイール10の把持姿勢を良好に保つことが可能となる。   The configuration of the wheel deployment unit 20 described above may be provided for each of the frames 12a and 12b, or may be a mechanism in which the inner spokes 14a and 14b operate in conjunction with each other with a single configuration. In this case, in particular, the expansion of the frames 12a and 12b is performed synchronously, and it is possible to keep the driver's grip posture of the steering wheel 10 well.

更に、ホイール展開部20の構成は、ステアリングホイール10のハウジング11の外に設ける構成としてもよい。例として、図8(a)の要部上面図に示す構成は、ホイール展開部20として、図示しない外力により動作するシャフト16、シャフト16に固定された固定具15及び、固定具15に回動自在に固定されたスポーク17a及び17bを備える。かかる構成においては、固定具15ごとシャフト16が運転手側へ移動することにより、スポーク17a及び17bが展開して、フレーム12a及び12bを離隔させて、ステアリングホイール10の実質的な外径を拡大する。この場合も、フレーム12a及び12bの拡張が同期して行われることとなり、運転者によるステアリングホイール10の把持姿勢を良好に保つことが可能となる。   Furthermore, the configuration of the wheel deployment unit 20 may be provided outside the housing 11 of the steering wheel 10. As an example, the configuration shown in the top view of the main part in FIG. 8A is pivoted to the shaft 16 operated by an external force (not shown), the fixture 15 fixed to the shaft 16 and the fixture 15 as the wheel deployment unit 20 It comprises freely fixed spokes 17a and 17b. In such a configuration, the spokes 17a and 17b are deployed by moving the fixing tool 15 together with the shaft 16 to the driver side, and the frames 12a and 12b are separated to enlarge the substantial outer diameter of the steering wheel 10. Do. Also in this case, the expansion of the frames 12a and 12b is performed synchronously, and it is possible to keep the driver's grip posture of the steering wheel 10 in a good condition.

このように、本発明の実施の形態の操舵ハンドルの操作補助装置によれば、パワーステアリングによる操舵系において、動力補助を行うモータ50による動力補助が停止し補助トルクを喪失した場合に、ホイール展開部20によりステアリングホイール10の外径を実質的に拡大することでステアリングホイール10を回動させる力を通常時より軽減することができ、補助トルクを喪失した状態にある操舵系の操作の容易性及び安全性を向上させることが可能となる。   As described above, according to the operation assisting device for the steering wheel of the embodiment of the present invention, in the steering system using power steering, when the power assistance by the motor 50 performing the power assistance stops and the assist torque is lost, the wheel deployment By substantially enlarging the outer diameter of the steering wheel 10 by the portion 20, the force for turning the steering wheel 10 can be reduced as compared with that at the normal time, and the steering system can be easily operated with the assist torque lost. And improve safety.

更に、本実施の形態において、ステアリングホイール10の外径を実質的に拡大するためのホイール展開部20の機構は機械的動作に基づくもので、電子制御のためのハードウェアを必要とするEPSの冗長化等に比して簡易な構成且つ低コストに実現することが可能となる。   Furthermore, in the present embodiment, the mechanism of the wheel deployment unit 20 for substantially enlarging the outside diameter of the steering wheel 10 is based on mechanical operation, and an EPS that requires hardware for electronic control. It is possible to realize with a simple configuration and low cost as compared with redundancy and the like.

更に、本実施の形態において、その外径を実質的に拡大することを例示として、ステアリングホイール10に対して直接作用するホイール展開部20の機構は、EPSの操舵系の他の機械的機構に手を加えることなく設けることができ、従来の車両に対しても後付けで実装することができる。したがって、汎用性の高い操作補助装置を提供することが可能となる。   Furthermore, in the present embodiment, the mechanism of the wheel deployment unit 20 that directly acts on the steering wheel 10 is another mechanical mechanism of the steering system of the EPS, exemplifying that the outer diameter is substantially enlarged. It can be provided without any modification, and can be retrofitted to conventional vehicles. Therefore, it is possible to provide a highly versatile operation assisting device.

以上のように、本発明の実施の形態の操舵ハンドルの操作補助装置によれば、簡易かつ低コストな構成にて、自動車その他の移動体の操舵性能の低下を軽減することが可能になるという効果を安定して行うことが可能となるという効果を奏する。   As described above, according to the operation assisting device for the steering wheel of the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the decrease in the steering performance of the automobile or other mobile body with a simple and low-cost configuration. The effect is achieved that the effect can be stably performed.

しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。   However, the present invention is not limited to the above embodiment.

上記の説明においては、ステアリングホイール10の外径を実質的に拡大するものとして、ステアリングホイール10のホイール本体12をフレーム12a及び12bの距離を拡張させるものとしたが、本発明の操作負担軽減手段は、ステアリングホイール10に例示される操舵ハンドルの回動中心から操舵ハンドルの把持位置までの距離を伸長することにより操作ハンドルに加えられる力を軽減することができればよく、その他の具体的構成に限定されない。したがって、例えば、ステアリングホイール10においてホイール本体12の運転手が把持する位置のみが分離して伸長するような構成であってもよい。   In the above description, in order to substantially enlarge the outer diameter of the steering wheel 10, the distance between the frames 12a and 12b of the wheel body 12 of the steering wheel 10 is expanded. It is sufficient if the force applied to the operating handle can be reduced by extending the distance from the turning center of the steering wheel exemplified in the steering wheel 10 to the grip position of the steering handle, and the invention is limited to other specific configurations. I will not. Therefore, for example, only the position of the steering wheel 10 at which the driver of the wheel body 12 grips may be configured to separate and extend.

更に、上記の説明においては、本発明の操舵ハンドルの例として、ステアリングホイール10を上げたが、本発明の操舵ハンドルは、操作者による回動操作を受付けることができればよく、その他の具体的構成に限定されない、したがって、操舵ハンドルはレバー、バーハンドル等として実施してもよい。   Furthermore, in the above description, the steering wheel 10 is raised as an example of the steering wheel according to the present invention, but the steering wheel according to the present invention only needs to be able to receive a turning operation by the operator. However, the steering wheel may be implemented as a lever, a bar handle or the like.

更に、上記の説明においては、本発明の移動体の例として四輪自動車を挙げたが、本発明の移動体は、操作者による回動操作を受付ける操舵ハンドルを介して与えられる主トルク及び操作者による操作とは独立した動力により与えられる補助トルクにより動作する操舵系を有するものであればよく、その他の具体的構成に限定されない、したがって、二輪車、船舶、列車その他の移動体において実施してもよい。   Furthermore, in the above description, although the four-wheeled vehicle was mentioned as an example of the moving body of the present invention, the moving body of the present invention can be operated by applying the main torque and the operation The steering system is not limited to the other specific configuration as long as it has a steering system operated by the assist torque provided by power independent of the operation by the driver, and therefore implemented in two-wheelers, ships, trains and other moving bodies. It is also good.

更に、上記の説明においては、本発明の操作負担軽減手段の例としてのホイール展開部20は、補助トルクを与えるモータ50に異常が発生したと判定した場合において、操舵系における補助トルクの寄与を喪失させた場合に動作するものとしたが、本発明の操作負担軽減手段は、全部又は一部の補助トルクが喪失したときに前記主トルクを与えるために操作者により前記操作ハンドルに加えられる力を、操作ハンドルに直接的に作用することにより軽減するものであればよい。   Furthermore, in the above description, when the wheel deployment unit 20 as an example of the operation load reducing means of the present invention determines that an abnormality has occurred in the motor 50 that provides the assist torque, the contribution of the assist torque in the steering system is Although it operates when lost, the operation burden reducing means of the present invention is a force applied to the operating handle by the operator to apply the main torque when all or part of the auxiliary torque is lost. As long as it is reduced by acting directly on the operation handle.

したがって、本発明の操作負担軽減手段は、全部又は一部の補助トルクの例として、補助トルクを与える手段が複数ある場合は、そのいずれか少なくとも一つの補助トルクが喪失した場合に動作してもよく、補助トルクを与える手段が一つの場合は、そのトルクの一部が喪失した場合に動作するものであってもよい。しかしながら、フェールセーフの観点からは、上記の説明のように、本発明の操作負担軽減手段は、全ての補助トルクの一切が喪失した場合に動作させることが好適である。   Therefore, the operation load reducing means of the present invention operates as an example of all or a part of the assist torque when there are a plurality of means for applying the assist torque, even if any one of the assist torques is lost. Well, if there is only one means for providing the assist torque, it may operate when a part of the torque is lost. However, from the viewpoint of fail-safe, as described above, it is preferable to operate the operation burden reducing means of the present invention when all the assist torque is lost.

以上のように、本発明は、操舵ハンドルの操作補助装置であって、操作者による回動操作を受付ける操舵ハンドルを介して与えられる主トルク及び前記操作者による操作とは独立した動力により与えられる補助トルクにより動作する操舵系を有する移動体における前記操舵ハンドルの前記回動操作を補助する操舵ハンドルの補助装置であって、全部又は一部の前記補助トルクが喪失したときに前記主トルクを与えるために前記操作者により前記操作ハンドルに加えられる力を、前記操作ハンドルに直接的に作用することにより軽減する操作負担軽減手段を備えたものであればよく、その他の具体的な目的、用途、構成によって限定されるものではない。   As described above, the present invention is an operation assisting device for a steering wheel, which is provided by a main torque applied via the steering wheel that receives a turning operation by the operator and a power independent of the operation by the operator. An auxiliary device for a steering wheel, which assists the turning operation of the steering wheel in a moving body having a steering system operated by an auxiliary torque, which applies the main torque when all or part of the auxiliary torque is lost. In order to reduce the force applied to the operating handle by the operator directly by acting on the operating handle, any operation burden reducing means may be provided. It is not limited by the configuration.

したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。   Therefore, the present invention may be implemented as various modifications to the above-described embodiment, including those described above, as long as the scope of the present invention is not deviated.

以上のような本発明は、簡易かつ低コストな構成にて、自動車その他の移動体の操舵性能の低下を軽減することが可能になるという効果を奏し、例えば四輪自動車、等の車両への適用において有用である。   The present invention as described above has an effect that it is possible to reduce a decrease in the steering performance of a vehicle or other mobile body with a simple and low-cost configuration, and is applicable to vehicles such as four-wheeled vehicles. Useful in application.

1 四輪自動車
10 ステアリングホイール
11 ハウジング
12 ホイール本体
12a フレーム
13、17a スポーク
13a 外スポーク
14、14a、14b 内スポーク
14E 端部
15 固定具
16 シャフト
20 ホイール展開部
21 スリーブ
21x 内部空間
21x1 移動空間
21y、24ax 開口
21x2 薬室
22 予圧縮ばね
22a ラッチ
22b 折り返し
23 アクチュエータ
23a 押し込み突起
24 点火装置
24a 火薬
25 シェアピン
25a 軸体
26 駆動ねじ
27、50 モータ
27a ベルト
30 センサ
40 リダクションギア
60 CPU
71 ラックバー
72 ステアリングギアボックス
73 タイロッド
80 転舵輪
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Four-wheeled vehicle 10 Steering wheel 11 Housing 12 Wheel main body 12a Frame 13, 17a Spoke 13a Outer spoke 14, 14a, 14b Inner spoke 14E End 15 Fixture 16 Shaft 20 Wheel deployment part 21 Sleeve 21x Internal space 21x1 Moving space 21y, 24ax opening 21x2 chamber 22 pre-compression spring 22a latch 22b folding 23 actuator 23a pushing projection 24 ignition device 24a explosive 25 shared pin 25a shaft 26 drive screw 27, 50 motor 27a belt 30 sensor 40 reduction gear 60 CPU
71 rack bar 72 steering gear box 73 tie rods 80 steered wheels

Claims (1)

操作者による回動操作を受付ける操舵ハンドルを介して与えられる主トルク及び前記操作者による操作とは独立した動力により与えられる補助トルクにより動作する操舵系を有する移動体における前記操舵ハンドルの前記回動操作を補助する操舵ハンドルの補助装置であって、
全部又は一部の前記補助トルクが喪失したときに前記主トルクを与えるために前記操作者により前記操作ハンドルに加えられる力を、前記操作ハンドルに直接的に作用することにより軽減する操作負担軽減手段を備えた、
操舵ハンドルの操作補助装置。
The rotation of the steering wheel in a mobile unit having a steering system operated by a main torque given via a steering wheel that receives a turning operation by the operator and an auxiliary torque given by power independent of the operation by the operator An auxiliary device for a steering wheel that assists operation.
Operation load reducing means for reducing the force applied to the operating handle by the operator to apply the main torque when all or part of the auxiliary torque is lost, by acting directly on the operating handle Equipped with
Steering assist device for steering wheel.
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