JP2020128112A - Steering device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用のステアリング装置に関する。 The present invention relates to a steering device for a vehicle.
特許文献1には、被着部材に取り付けられる取付側基布と、その取付側基布に対面する対面側基布と、両基布の間に作動状態でガス流入開口部から供給されるガスを収容する袋部とを備えたエアバッグが記載されている。
In
前記袋部には、その少なくとも下半部に前記両基布を一体化させた表裏一体部を設けるとともに、その表裏一体部を複数に分割するように前記袋部の外周方向へのガスの流れを許容する通路を設けている。 At least the lower half of the bag portion is provided with a front and back integrated portion in which both base fabrics are integrated, and a gas flow in the outer peripheral direction of the bag portion so as to divide the front and back integrated portion into a plurality of parts. A passage is provided to allow
そして、前記エアバッグの作動時においては、その表裏一体部を分割する通路が中空円筒状にいち早く膨張して展開されるため、下半部における所定のストローク量が素早く確保される。また、ガス流入口から袋部内に供給され、表裏一体部にぶつかったガスの流れは、袋部内の上方へとその向きが変更される。これにより、エアバッグの上半部における展開速度も向上される。これにより、エアバッグがより短時間で所定形状に膨張され、侵入してくる乗員と被着部材との間に展開状態のエアバッグがいち早く介在される。 Then, when the airbag is operated, the passage dividing the front and back integrated portions is quickly expanded and expanded into a hollow cylindrical shape, so that a predetermined stroke amount in the lower half portion is quickly secured. Further, the direction of the flow of the gas that is supplied from the gas inlet into the bag portion and collides with the front and back integrated portions is changed upward in the bag portion. This also improves the deployment speed in the upper half of the airbag. As a result, the airbag is inflated into a predetermined shape in a shorter time, and the airbag in the deployed state is quickly interposed between the invading occupant and the adherend member.
上記特許文献1では、ステアリングの舵が切られた状態で衝突することによって前記エアバッグが展開したときに、当該エアバッグが運転者を安全な状態で受け止めることができなくなることが懸念される。
In
このような事情に鑑み、本発明は、車両の衝突に伴い展開されるエアバッグにより運転者を最適な状態で受け止めて保護する態勢にすることを可能とする車両用のステアリング装置の提供を目的としている。 In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a steering device for a vehicle, which is capable of receiving a driver in an optimal state and protecting the driver by an airbag deployed in response to a vehicle collision. I am trying.
本発明に係る車両用のステアリング装置は、操舵中立位置において回転中心の上側領域に把持部が無い非円形のステアリングホイールと、このステアリングホイールの回転中心に配置されかつステアリングシャフトの内端が回転一体に連結されるパッドと、このパッド内に収納されかつ前記操舵中立位置(直進操舵位置とも言う)での前記パッドの上側に展開する部位の車両前後方向での膨張量がそれ以外の展開部位の前記膨張量に比べて大きくなる異形形状のエアバッグと、車両が所定以上の衝撃荷重を受けたときに前記エアバッグを展開させる作動部と、この作動部で前記エアバッグを展開させる前に前記ステアリングホイールを前記操舵中立位置に配置させる準備部と、を備えていることを特徴としている。 A steering device for a vehicle according to the present invention includes a non-circular steering wheel having no grip portion in an upper region of a rotation center at a steering neutral position, and an inner end of a steering shaft which is arranged at the rotation center of the steering wheel and is integrally rotated. And a pad that is stored in the pad and expands above the pad at the steering neutral position (also referred to as a straight-ahead steering position) in the vehicle front-rear direction with respect to other expansion parts. An air bag having a deformed shape that becomes larger than the inflated amount, an operating portion that deploys the airbag when a vehicle receives an impact load of a predetermined amount or more, and the airbag before the airbag is deployed by the operating portion. And a preparation unit for disposing the steering wheel at the steering neutral position.
この構成では、前記エアバッグを展開させるときに、当該展開前に前記非円形のステアリングホイールが前記操舵中立位置に配置されるから、前記エアバッグが展開されたときに、前記エアバッグにおいて前記パッドの上側領域で展開される前記膨張量の大きい部位が運転者の上半身に向き合うようになる。 In this configuration, when the airbag is deployed, the non-circular steering wheel is placed at the steering neutral position before the deployment, so when the airbag is deployed, the pad in the airbag is deployed. The part having a large expansion amount developed in the upper region of the vehicle faces the upper body of the driver.
これにより、前記非円形のステアリングホイールと、それに適した異形形状のエアバッグとを備える構成であっても、車両衝突時において前記エアバッグで運転者を最適な状態で受け止めて保護する態勢にすることが可能になる。 As a result, even in the configuration including the non-circular steering wheel and the air bag having a deformed shape suitable for the steering wheel, the air bag is configured to receive and protect the driver in an optimum state in the event of a vehicle collision. It will be possible.
ところで、上記非円形のステアリングホイールは、円形のステアリングホイールを操舵中立位置に配置した状態において回転中心の上側領域を無くして前記回転中心の左側領域および右側領域に点対称に把持部を有する構成とすることができる。 By the way, the non-circular steering wheel has a configuration in which a circular steering wheel is arranged in a steering neutral position, and an upper region of a rotation center is eliminated, and gripping portions are provided symmetrically in a left region and a right region of the rotation center. can do.
また、上記ステアリング装置は、車輪を転舵するステアリングボックスと、前記ステアリングシャフトの外端と前記ステアリングギヤボックスの入力軸(ピニオンシャフト)とを連結または切断するクラッチと、前記ステアリングギヤボックスを駆動する転舵アクチュエータと、前記ステアリングホイールの操舵に応じた反力トルクを前記ステアリングシャフトに付与する反力アクチュエータと、前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、前記操舵角センサからの出力に基づいて前記車輪を転舵させるように前記転舵アクチュエータおよび前記反力アクチュエータを制御するコントローラと、をさらに備えている。 The steering device drives a steering box that steers wheels, a clutch that connects or disconnects an outer end of the steering shaft and an input shaft (pinion shaft) of the steering gear box, and the steering gear box. A steering actuator, a reaction force actuator that applies a reaction force torque corresponding to the steering of the steering wheel to the steering shaft, a steering angle sensor that detects a steering angle of the steering wheel, and an output from the steering angle sensor. The controller further controls the steering actuator and the reaction force actuator so as to steer the wheels based on the steering actuator.
また、前記コントローラは、車両が所定以上の衝撃荷重を受けたと判定したときに前記クラッチを切断してから前記ステアリングホイールを前記操舵中立位置に配置させるように前記反力アクチュエータを制御するとともに、前記作動部により前記エアバッグを展開させる。前記クラッチ、前記反力アクチュエータならびに前記コントローラが、上記準備部を構成している。 Further, the controller controls the reaction force actuator so as to disengage the clutch and then dispose the steering wheel at the steering neutral position when it is determined that the vehicle has received an impact load of a predetermined amount or more, and The airbag is deployed by the actuating portion. The clutch, the reaction force actuator, and the controller constitute the preparation unit.
本発明に係る車両用のステアリング装置によれば、車両の衝突に伴い展開されるエアバッグにより運転者を最適な状態で受け止めて保護する態勢にすることが可能になる。 According to the vehicle steering system of the present invention, it becomes possible to receive the driver in an optimum state and protect the driver by the airbag deployed in response to the collision of the vehicle.
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1から図6に本発明の一実施形態を示している。図1に示すステアリング装置は、ステアバイワイヤと呼ばれる構成であって、ステアリングシャフト1、ステアリングホイール2、パッド3、エアバッグ4、ステアリングギヤボックス5、クラッチ6、転舵アクチュエータ7、反力アクチュエータ8、作動部9、コントローラ10等を備えている。
1 to 6 show an embodiment of the present invention. The steering apparatus shown in FIG. 1 has a configuration called steer-by-wire, and includes a
ステアリングホイール2は、非円形、例えば図2に示すように半円に形成されている。この非円形のステアリングホイール2とは、図示していない円形のステアリングホイールを操舵中立位置に配置した状態において回転中心の上側領域を無くしたような形状のものである。つまり、非円形のステアリングホイール2とは、図示していない円形のステアリングホイールを操舵中立位置に配置した状態において回転中心の上側領域に把持部が無く、前記回転中心の左側領域および右側領域に点対称に把持部を設けたようなもののことである。
The
パッド3は、ステアリングホイール2の回転中心に配置されていて、ステアリングシャフト1の内端が回転一体に連結されている。ステアリングシャフト1は、回転自在に車体(図示省略)に支持されている。
The
エアバッグ4は、パッド3内に収納されている。このエアバッグ4は、異形形状とされている。この異形形状のエアバッグ4とは、図4に示すように、操舵中立位置でのパッド3の上側に展開する部位の車両前後方向での膨張量がそれ以外の展開部位の前記膨張量に比べて大きくなるようなもののことを言う。
The
具体的に、エアバッグ4は、図5に示すように、リアパネル41、サイドパネル42ならびにフロントパネル43の三つで構成されている。リアパネル41およびフロントパネル43は、円形に形成されており、リアパネル41がフロントパネル43よりも直径寸法が小さく設定されている。サイドパネル42は略半円形に形成されている。そして、各パネル41〜43の各外周を接続することにより、図4に示すように側面視で逆三角形のような形状で展開されるようになる。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
ちなみに、このような異形形状のエアバッグ4の場合、非円形のステアリングホイール2が操舵中立位置に配置されている状態で展開されたときに、ステアリングホイール2およびエアバッグ4でもって運転者を最適な状態で保護する態勢を確保することができる。
By the way, in the case of such an irregularly shaped
ステアリングギヤボックス5は、不図示の車輪を転舵するものであって、例えばラックアンドピニオン構造とされる。
The
クラッチ6は、ステアリングシャフト1の外端とステアリングギヤボックス5の入力軸(ピニオンシャフト等、符号省略)との間に介装されていて、ステアリングシャフト1とステアリングギヤボックス5の前記入力軸とを連結または切断するものである。
The clutch 6 is interposed between an outer end of the
転舵アクチュエータ7は、ステアリングギヤボックス5を駆動するものであって、詳細に図示していないが、例えばモータ、減速機構等を有している。
The
反力アクチュエータ8は、ステアリングホイール2の操舵に応じた反力トルクをステアリングシャフト1に付与するものであって、詳細に図示していないが、例えばモータ、減速機構等を有している。
The
作動部9は、エアバッグ4内に大量のガスを発生させることによりエアバッグ4を膨張させて立体形状に展開させるものである。
The actuating part 9 inflates the
コントローラ10は、一般的に公知の制御装置(Electronic Control Unit:ECU)による機能実現部である。この制御装置は、中央処理装置(Central Processing Unit:CPU)、不揮発性記憶装置(Read Only Memory:ROM)、一時記憶装置(Random Access Memory:RAM)等を備えている。
The
前記ROMは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。前記CPUは、前記ROMに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。前記RAMは、前記CPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。 The ROM stores various control programs, maps referred to when executing the various control programs, and the like. The CPU executes arithmetic processing based on various control programs and maps stored in the ROM. The RAM is a memory for temporarily storing a calculation result of the CPU, data input from each sensor, and the like.
このコントローラ10は、前記車輪の転舵処理と、エアバッグ4の展開処理と、を少なくとも実行する。
The
前記転舵処理は、操舵角センサ11からの出力に基づいて前記車輪を転舵させるように転舵アクチュエータ7および反力アクチュエータ8を制御する。
The steering process controls the
前記展開処理は、衝撃センサ12の出力に基づいてエアバッグ4を展開必要と判定したときにエアバッグ4の展開前にクラッチ6を切断状態にしてからステアリングホイール2を前記操舵中立位置に配置させるように反力アクチュエータ8を制御し、その後、エアバッグ4を展開させるように作動部9を制御する。つまり、この展開処理は、非円形のステアリングホイール2および異形形状のエアバッグ4を用いていることを考慮し、そのようなステアリングホイール2およびエアバッグ4でもって運転者を最適な状態で受け止めて保護する態勢を確保するためのものである。
In the deployment process, when it is determined that the
操舵角センサ11は、ステアリングホイール2の操舵角を検出するものである。衝撃センサ12は、車両の衝突に伴い車両が受ける衝撃荷重を検出するものである。この衝撃センサ12は、例えば加速度センサとされており、詳細に図示していないが、例えば車両の前後、左右、上下などの所定位置にそれぞれ取り付けられていて、当該取り付け位置にかかる加速度や減速度の大きさに対応する電気的な出力を発生する。
The
詳しくは、コントローラ10による前記展開処理の機能実現手段としては、図4に示すように、衝突判定手段21、展開判定手段22、展開手段23等を含む。
More specifically, as shown in FIG. 4, the function realizing means of the expansion processing by the
衝突判定手段21は、衝撃センサ12からの出力に基づいて車両の衝突の有無を判定する。
The collision determination means 21 determines the presence or absence of a vehicle collision based on the output from the
展開判定手段22は、衝突判定手段21で衝突有りと判定したときにエアバッグ4の展開が必要か否かを判定する。
The deployment determination means 22 determines whether or not the
展開手段23は、展開判定手段22で展開必要と判定したときに、前記展開処理を実行する。
The
次に、車両衝突に伴いエアバッグ4を展開するときの動作を説明する。
Next, the operation when the
例えば図6に示すように、ステアリングホイール2を右に所定角度操舵している状態で車両が他車両または障害物に衝突することにより、衝突判定手段21で衝突有りと判定し、さらに展開判定手段22で展開必要と判定したときに、展開手段23が、エアバッグ4の展開前にクラッチ6を切断状態にしてからステアリングホイール2を前記操舵中立位置に配置させるように反力アクチュエータ8を制御し、その後、エアバッグ4を展開させるように作動部9を制御する。
For example, as shown in FIG. 6, when the vehicle collides with another vehicle or an obstacle while the
これにより、ステアリングホイール2を操舵中立位置に配置させることにより、例えば図4に示すように、展開されるエアバッグ4がステアリングホイール2とパッド3とによりエアバッグ4を安定な受け止める態勢が整うことになるので、このエアバッグ4で運転者を包み込むような形態で受け止めることが可能になる。
As a result, by arranging the
このような説明から明らかなように、クラッチ6、反力アクチュエータ8ならびにコントローラ10が、特許請求の範囲に記載の準備部を構成していると言える。
As is clear from the above description, it can be said that the clutch 6, the
以上説明したように、本発明に係る車両用のステアリング装置によれば、車両の衝突に伴いエアバッグ4を展開させるときに、当該展開前に非円形のステアリングホイール2が前記操舵中立位置に配置されるから、エアバッグ4が展開されたときに、エアバッグ4においてパッド3の上側領域で展開される前記膨張量の大きい部位が運転者の上半身に向き合うようになる。
As described above, according to the vehicle steering system of the present invention, when the
これにより、非円形のステアリングホイール2と、それに適した異形形状のエアバッグ4とを備える構成であっても、車両衝突時においてエアバッグ4で運転者を最適な状態で受け止めて保護する態勢にすることが可能になる。
As a result, even if the
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified within the scope of the claims and a range equivalent to the scope.
上記実施形態では、ステアリングホイール2を半円形状とする例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。例えばステアリングホイール2は、飛行機の操縦桿のように横長長方形のような環体形状等とすることが可能である。
In the above-described embodiment, the example in which the
本発明は、車両用のステアリング装置に好適に利用することが可能である。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized suitably for the steering device for vehicles.
1 ステアリングシャフト
2 ステアリングホイール
3 パッド
4 エアバッグ
41 リアパネル
42 サイドパネル
43 フロントパネル
5 ステアリングギヤボックス
6 クラッチ
7 転舵アクチュエータ
8 反力アクチュエータ
9 作動部
10 コントローラ
11 操舵角センサ
12 衝撃センサ
21 衝突判定手段
22 展開判定手段
23 展開手段
1
41 Rear panel
42 Side panel
43
Claims (1)
このステアリングホイールの回転中心に配置されかつステアリングシャフトの内端が回転一体に連結されるパッドと、
このパッド内に収納されかつ前記操舵中立位置での前記パッドの上側に展開する部位の車両前後方向での膨張量がそれ以外の展開部位の前記膨張量に比べて大きくなる異形形状のエアバッグと、
要求に応じて前記エアバッグを展開させる作動部と、
この作動部で前記エアバッグを展開させるときにその展開前に前記ステアリングホイールを前記操舵中立位置に配置させる準備部と、を備えていることを特徴とする車両用のステアリング装置。 In the steering neutral position, a non-circular steering wheel having no grip in the upper region of the rotation center,
A pad that is arranged at the center of rotation of the steering wheel and that has an inner end of the steering shaft connected to rotate integrally,
A deformed airbag in which the amount of expansion in the vehicle front-rear direction of the part that is housed in the pad and that expands to the upper side of the pad at the steering neutral position is larger than the expansion amount of the other expanded parts. ,
An operating unit for deploying the airbag according to a request,
A steering device for a vehicle, comprising: a preparatory unit for arranging the steering wheel at the steering neutral position before deploying the airbag with the actuating unit.
Priority Applications (1)
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Citations (2)
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JP2007062471A (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Toyoda Gosei Co Ltd | Steering device for vehicle |
JP2007302192A (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Toyoda Gosei Co Ltd | Airbag device for steering wheel |
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- 2019-02-07 JP JP2019020421A patent/JP2020128112A/en active Pending
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