JP3751111B2

JP3751111B2 - Cable-type steering device

Info

Publication number: JP3751111B2
Application number: JP12039397A
Authority: JP
Inventors: 孝一陶山; 朝弥豊平
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-05-12
Filing date: 1997-05-12
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2017-05-12
Also published as: JPH10310068A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドルとステアリングギヤボックスとをボーデンケーブル等の撓み易いケーブルで接続したケーブル式ステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用ステアリング装置は、上端にハンドルを有するステアリングシャフトの下端をステアリングギヤボックスに接続し、ハンドルに入力される操舵トルクをステアリングシャフトを介してステアリングギヤボックス内に設けたラックアンドピニオン機構に伝達するようになっていた。
【０００３】
しかしながら、ステアリングシャフトを用いてハンドルとステアリングギヤボックスとを接続すると、ステアリングギヤボックスの位置に対するハンドルの相対位置を自由に選択することが難しいため、設計自由度が大幅に制限されるばかりか、右ハンドル車と左ハンドル車とでステアリングギヤボックスを共用することができないという問題がある。しかも、路面からタイヤに入力される振動やエンジンの振動がステアリングシャフトを介してハンドルに入力されるため、その振動によって室内の静粛性や乗り心地が阻害されるという問題がある。
【０００４】
そこで、従来のステアリングシャフトに代えて、ボーデンケーブル等のフレキシブルな伝達手段を採用したケーブル式ステアリング装置が提案されている（特開平８−２４３１号公報参照）。
【０００５】
このようにすれば、ステアリングギヤボックスの位置に対するハンドルの相対位置を自由に選択することが可能になり、しかもステアリングギヤボックスの振動がハンドルに伝達され難くなるため、上述した各問題を解消することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ケーブル式ステアリング装置と電動パワーステアリング装置とを組み合わせた場合、ハンドルに入力される操舵トルクを検出して電動パワーステアリング装置のアクチュエータを駆動することにより、ドライバーの操舵をアシストすることができる。一般に電動パワーステアリング装置では、ステアリングシャフトに組み込んだトーションバーの捩じれに基づいて操舵トルクを検出しているが、トーションバーを用いた操舵トルク検出手段は構造が複雑でコストが嵩む問題がある。
【０００７】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ケーブル式ステアリング装置において、トーションバーを使用せずに操舵トルクを検出できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、ハンドルに入力される操舵トルクを２本のケーブルを介してステアリングギヤボックスに伝達するとともに、前記操舵トルクに基づいて制御手段がパワーアシスト手段の作動を制御するケーブル式ステアリング装置であって、２本のケーブルは弾性体の両端に接続されたケーブルガイド部材で付勢されており、前記ケーブルガイド部材にアームを介して接続された２個の張力検出手段で前記２本のケーブルの張力をそれぞれ検出し、制御手段は前記２本のケーブルの張力差に基づいて操舵トルクを検出することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、ハンドルを操作すると２本のケーブルの一方の張力が増加して他方の張力が減少し、前記操舵トルクに比例する張力差が発生する。従って、２個の張力検出手段で２本のケーブルの張力をそれぞれ検出して張力差を算出することにより操舵トルクを検出することができる。しかもトーションバーを使用しないために構造が簡単で低コストであるばかりか、ケーブルの伸びが発生しても操舵トルクを正しく検出することができる。しかも２本のケーブルは弾性体の両端に接続されたケーブルガイド部材で付勢されているので、ケーブルの伸びが発生してもケーブルガイド部材をケーブルに押し付け、ケーブルガイド部材にアームを介して接続された張力検出手段で操舵トルクを正しく検出することができる。
【００１０】
また請求項２に記載された発明は、ハンドルに入力される操舵トルクを２本のケーブルを介してステアリングギヤボックスに伝達するとともに、前記操舵トルクに基づいて制御手段がパワーアシスト手段の作動を制御するケーブル式ステアリング装置であって、２本のケーブルの張力をそれぞれ検出する２個の張力検出手段を備えてなり、制御手段は前記２本のケーブルの張力差に基づいて操舵トルクを検出するとともに、２個の張力検出手段の出力が一致するときの該出力を基準値として、２個の張力検出手段の出力が共に前記基準値よりも高くなった場合及び共に前記基準値よりも低くなった場合に故障判定を行うことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、ハンドルを操作すると２本のケーブルの一方の張力が増加して他方の張力が減少し、前記操舵トルクに比例する張力差が発生する。従って、２個の張力検出手段で２本のケーブルの張力をそれぞれ検出して張力差を算出することにより操舵トルクを検出することができる。しかもトーションバーを使用しないために構造が簡単で低コストであるばかりか、ケーブルの伸びが発生しても操舵トルクを正しく検出することができる。ハンドルを操作しないときは２本のケーブルの張力が一致し、その時の出力が基準値とされる。ハンドルを操作すると一方のケーブルの張力が増加して基準値よりも高い張力が検出され、他方のケーブルの張力が減少して基準値よりも低い張力が検出されるはずである。それにも関わらず、２個の張力検出手段の出力が共に前記基準値よりも高くなった場合及び共に前記基準値よりも低くなった場合には、何らかの故障が発生したと判定することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。図１〜図６は本発明の第１実施例を示すもので、図１はケーブル式ステアリング装置の全体斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図１の３−３線拡大断面図、図４は操舵時の状態を示す前記図２に対応図、図５は作用を説明するフローチャート、図６は張力検出の作用説明図である。
【００１３】
図１に示すように、自動車のハンドル１の前方に設けた駆動プーリハウジング２と、ステアリングギヤボックス３の上方に設けた従動プーリハウジング４とが、２本のボーデンケーブル５，６によって接続される。ステアリングギヤボックス３の両端部から車体左右方向に延びるタイロッド７_L，７_Rが、左右の車輪Ｗ_L，Ｗ_Rを支持するナックル（図示せず）に接続される。
【００１４】
図２に示すように、駆動プーリハウジング２に回転自在に支持されてハンドル１と共に回転する回転軸１０ｄｒに駆動プーリ１１ｄｒが固定される。２本のボーデンケーブル５，６はアウターチューブ５ｏ，６ｏと、その内部にスライド自在に収納されるインナーケーブル５ｉ，６ｉとから構成されており、両インナーケーブル５ｉ，６ｉの一端は駆動プーリ１１ｄｒの外周に形成した螺旋状のプーリ溝に複数回巻き付けられて固定されるとともに、アウターチューブ５ｏ，６ｏの一端は駆動プーリハウジング２に固定される。
【００１５】
駆動プーリハウジング２の内部に、張力検出手段としての左右のポテンショメータ１２_L，１２_Rが設けられる。両ポテンショメータ１２_L，１２_Rの検出軸に固定されたアーム１３_L，１３_Rの先端に、左右のインナーケーブル５ｉ，６ｉにそれぞれ接触する円柱状のケーブルガイドピン１４_L，１４_Rが一体に形成される。両ケーブルガイドピン１４_L，１４_Rは捩じりばね１６の弾発力によって相互に離反する方向に付勢されており、左右のインナーケーブル５ｉ，６ｉの内面（相互に対向する側面）に接触する。
【００１６】
ハンドル１が操作されていないとき、図２に示すように左右のインナーケーブル５ｉ，６ｉ及び左右のポテンショメータ１２_L，１２_Rのアーム１３_L，１３_Rは対称な状態にあり、しかも両ケーブルガイドピン１４_L，１４_Rは共通の捩じりばね１６で付勢されて左右のインナーケーブル５ｉ，６ｉに同じ圧力で押し付けられるため、左右のインナーケーブル５ｉ，６ｉには同じ張力（これを初期張力という）が作用する。
【００１７】
車両を旋回させるべくハンドル１を操作して回転軸１０ｄｒを図４のＡ方向に回転させると、駆動プーリ１１ｄｒに巻き付けられたボーデンケーブル５，６の一方のインナーケーブル６ｉが引かれ、他方のインナーケーブル５ｉが弛められる。その結果、一方のポテンショメータ１２_Lのアーム１３_Lが駆動プーリハウジング２の中央から見て内側に回転し、他方のポテンショメータ１２_Rのアーム１３_Rが駆動プーリハウジング２の中央から見て外側に回転する。逆に、回転軸１０ｄｒを図２のＡ′方向に回転させると、他方のインナーケーブル５ｉが引かれ、一方のインナーケーブル６ｉが弛められるため、他方のポテンショメータ１２_Rのアーム１３_Rが駆動プーリハウジング２の中央から見て内側に回転し、一方のポテンショメータ１２_Lのアーム１３_Lが駆動プーリハウジング２の中央から見て外側に回転する。
【００１８】
図１及び図３に示すように、従動プーリハウジング４に回転自在に支持された回転軸１０ｄｎに従動プーリ１１ｄｎが固定されており、両インナーケーブル５ｉ，６ｉの他端が従動プーリ１１ｄｎの外周に形成した螺旋状のプーリ溝に複数回巻き付けられて固定され、また両ボーデンケーブル５，６のアウターチューブ５ｏ，６ｏの他端が従動プーリハウジング４に固定される。従動プーリハウジング４からステアリングギヤボックス３の内部に突出する回転軸１０ｄｎの先端にピニオン２１が設けられており、このピニオン２１がステアリングギヤボックス３の内部に左右スライド自在に支持されたステアリングロッド２２に形成したラック２３に噛み合っている。
【００１９】
車両を旋回させるべくハンドル１を操作すると、ボーデンケーブル５，６の一方のインナーケーブル６ｉが引かれ、他方のインナーケーブル５ｉが弛められることにより、駆動プーリ１１ｄｒの回転が従動プーリ１１ｄｎに伝達される。その結果、図３に示す回転軸１０ｄｎが回転し、ステアリングギヤボックス３内のピニオン２１、ラック２３及びスアリングロッド２３を介して車輪Ｗ_L，Ｗ_Rに操舵トルクが伝達される。
【００２０】
従動プーリハウジング４にパワーアシスト手段としてのパワーステアリング用モータ２４が支持されており、従動プーリハウジング４の内部で出力軸２５に設けたウオーム２６が回転軸１０ｄｎに設けたウオームホイール２７に噛み合っている。従って、パワーステアリング用モータ２４のトルクはウオーム２６及びウオームホイール２７を介して回転軸１０ｄｎに伝達される。
【００２１】
また、図４において一方のインナーケーブル６ｉの張力が増加して他方のインナーケーブル５ｉの張力が減少することにより、アーム１３_L，１３_Rを介してポテンショメータ１２_L，１２_Rの検出軸が回転し、その出力が変化する。そして両ポテンショメータ１２_L，１２_Rの出力の変化に基づいて、電子制御ユニットＵはハンドル１に入力される操舵トルクを検出する。尚、両ポテンショメータ１２_L，１２_Rの出力は、何れもアーム１３_L，１３_Rが内側に回転したとき（張力が増加したとき）に増加し、外側に回転したとき（張力が減少したとき）に減少するように設定されるが、逆にアーム１３_L，１３_Rが内側に回転したときに減少し、外側に回転したときに増加するように設定しても良い。
【００２２】
以下、本実施例の作用を図５及び図６に基づいて説明する。
【００２３】
図５のフローチャートのステップＳ１で左ポテンショメータ１２_Lの出力電圧Ｖ₁及び右ポテンショメータ１２_Rの出力電圧Ｖ₂を読み込んだ後、ステップＳ２で両出力電圧Ｖ₁，Ｖ₂を比較し、Ｖ₁＝Ｖ₂になったとき、即ちハンドル１に加えられる操舵トルクＴがゼロであって左右のアーム１３_L，１３_Rが図６（Ａ）の位置にあるとき、ステップＳ３でＶ₁＝Ｖ₂＝Ｖｉに設定する。初期電圧Ｖｉは、操舵トルクＴがゼロのときの両インナーケーブル５ｉ，６ｉの張力（初期張力）に対応するものである。ハンドル１の操作によりＶ₁≠Ｖ₂になっても、再びＶ₁＝Ｖ₂になるまで前記初期電圧Ｖｉの値は保存され、再びＶ₁＝Ｖ₂になるとＶｉの値が更新される。尚、最初にＶ₁＝Ｖ₂になるまでは、予め設定した値を初期電圧Ｖｉとして使用する。
【００２４】
そしてステップＳ４で左ポテンショメータ１２_Lの出力電圧Ｖ₁から右ポテンショメータ１２_Rの出力電圧Ｖ₂を減算して偏差ΔＶ（＝Ｖ₁−Ｖ₂）を算出するとともに、ステップＳ５で前記偏差ΔＶに所定の係数Ｋを乗算することにより操舵トルクＴ（＝Ｋ×ΔＶ）を算出する。偏差ΔＶは正値の場合と負値の場合とがあり、ハンドル１を操作すると、例えば図６（Ｂ）に示すように、左ポテンショメータ１２_Lの出力電圧Ｖ₁が初期電圧Ｖｉから増加し、右ポテンショメータ１２_Rの出力電圧Ｖ₂が初期電圧Ｖｉから減少するため、偏差ΔＶは正値になる。ハンドル１を逆方向に操作すると、図６（Ｃ）に示すように、左ポテンショメータ１２_Lの出力電圧Ｖ₁が初期電圧Ｖｉから減少し、右ポテンショメータ１２_Rの出力電圧Ｖ₂が初期電圧Ｖｉから増加するため、偏差ΔＶは負値になる。而して、偏差ΔＶの符号と絶対値とによって、ハンドル１に加えられた操舵トルクＴを検出することができる。
【００２５】
ハンドル１に操舵トルクＴが加えられると、左右のポテンショメータ１２_L，１２_Rの出力電圧Ｖ₁，Ｖ₂の一方は初期電圧Ｖｉから増加し、他方は初期電圧Ｖｉから減少する。従って、ステップＳ６で左右のポテンショメータ１２_L，１２_Rの出力電圧Ｖ₁，Ｖ₂が共に初期電圧Ｖｉを上回るか、ステップＳ７で左右のポテンショメータ１２_L，１２_Rの出力電圧Ｖ₁，Ｖ₂が共に初期電圧Ｖｉを下回れば、ステップＳ８でポテンショメータ１２_L，１２_Rに何らかの異常が発生したと判断して警報が発せられる。
【００２６】
長期の使用に伴ってインナーケーブル５ｉ，６ｉが伸びると、図６（Ｄ）に示すように左右のアーム１３_L，１３_Rは共に外側に回転するため、初期電圧Ｖｉが低下する。しかしながら、操舵トルクＴは左右のポテンショメータ１２_L，１２_Rの出力電圧Ｖ₁，Ｖ₂の偏差ΔＶに基づいて算出されるため、初期電圧Ｖｉの変化が操舵トルクＴの検出精度に影響を及ぼすことはない。しかも、前記ステップＳ６，Ｓ７では、初期電圧Ｖｉを基準とした出力電圧Ｖ₁，Ｖ₂の大小関係に基づいてポテンショメータ１２_L，１２_Rの異常を検出するので、初期電圧Ｖｉが変化しても異常検出の精度が低下することがない。
【００２７】
以上のようにして検出された操舵トルクは電子制御ユニットＵにおいて車速信号等の他の制御信号と共に演算処理され、その結果に基づいて、インナーケーブル５ｉ，６ｉの張力差が略一定になるように、パワーステアリング用モータ２４が発生する操舵アシストトルクがフィードバック制御される。このようにパワーステアリング用モータ２４がトルクを発生すると、ウオーム２６及びウオームホイール２７を介して回転軸１０ｄｎが回転し、ドライバーによるハンドル１の操作がアシストされる。
【００２８】
而して、２個のポテンショメータ１２_L，１２_Rの出力で２本のケーブルの張力をそれぞれ検出して張力差を算出することにより操舵トルクを検出するので、従来必要であったトーションバーが不要になって構造の簡略化とコストの削減とが達成される。
【００２９】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３０】
例えば、図７に示すように、左右のポテンショメータ１２_L，１２_Rのアーム１３_L，１３_Rにそれぞれ捩じりばね１６，１６を接続すれば、張力の検出精度を一層高めることができる。またパワーステアリング用モータ２４で従動プーリ１１ｄｎの回転軸１０ｄｎを駆動する代わりに、パワーステアリング用モータ２４をステアリングギヤボックス３の内部に同軸に収納し、そのロータでボールねじ機構を介してステアリングロッド２２を直接駆動することができる。この場合、従動プーリ１１ｄｎを廃止して、インナーケーブル５ｉ，６ｉでパワーステアリング用モータ２４のロータを直接駆動することも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、２本のケーブルの張力をそれぞれ検出する２個の張力検出手段を備えてなり、制御手段は前記２本のケーブルの張力差に基づいて操舵トルクを検出するので、構造が複雑でコストが嵩むトーションバーを用いずに操舵トルクを検出することができるばかりか、ケーブルに伸びが発生しても操舵トルクを正しく検出することができる。しかも２本のケーブルは弾性体の両端に接続されたケーブルガイド部材で付勢されているので、ケーブルの伸びが発生してもケーブルガイド部材をケーブルに押し付け、ケーブルガイド部材にアームを介して接続された張力検出手段で操舵トルクを正しく検出することができる。
【００３２】
また請求項２に記載された発明によれば、２本のケーブルの張力をそれぞれ検出する２個の張力検出手段を備えてなり、制御手段は前記２本のケーブルの張力差に基づいて操舵トルクを検出するので、構造が複雑でコストが嵩むトーションバーを用いずに操舵トルクを検出することができるばかりか、ケーブルに伸びが発生しても操舵トルクを正しく検出することができる。しかも前記制御手段は、２個の張力検出手段の出力が一致するときの該出力を基準値として、２個の張力検出手段の出力が共に前記基準値よりも高くなった場合及び共に前記基準値よりも低くなった場合に故障判定を行うので、ケーブルの伸びの影響を受けずに確実な故障判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ケーブル式ステアリング装置の全体斜視図
【図２】図１の２−２線拡大断面図
【図３】図１の３−３線拡大断面図
【図４】操舵時の状態を示す前記図２に対応する図
【図５】作用を説明するフローチャート
【図６】張力検出の作用説明図
【図７】第２実施例に係る、前記４に対応する図
【符号の説明】
１ハンドル
３ステアリングギヤボックス
５ボーデンケーブル（ケーブル）
６ボーデンケーブル（ケーブル）
１２_L ポテンショメータ（張力検出手段）
１２_R ポテンショメータ（張力検出手段）
１３ _L アーム
１３ _R アーム
１４ _L ケーブルガイドピン（ケーブルガイド部材）
１４ _R ケーブルガイドピン（ケーブルガイド部材）
１６捩じりばね（弾性体）
２４パワーステアリング用モータ（パワーアシスト手段）
Ｕ電子制御ユニット（制御手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cable-type steering device in which a handle and a steering gear box are connected by a flexible cable such as a Bowden cable.
[0002]
[Prior art]
A conventional vehicle steering device connects a lower end of a steering shaft having a handle at the upper end to a steering gear box, and a steering torque input to the handle is applied to a rack and pinion mechanism provided in the steering gear box via the steering shaft. It came to communicate.
[0003]
However, if the steering wheel is connected to the steering gear box using the steering shaft, it is difficult to freely select the relative position of the steering wheel with respect to the steering gear box position. There is a problem that the steering gear box cannot be shared between the steering wheel vehicle and the left steering wheel vehicle. In addition, since vibrations input to the tire from the road surface and engine vibrations are input to the steering wheel via the steering shaft, there is a problem that the quietness and riding comfort in the room are hindered by the vibrations.
[0004]
Therefore, a cable-type steering device that employs flexible transmission means such as a Bowden cable instead of the conventional steering shaft has been proposed (see Japanese Patent Laid-Open No. 8-2431).
[0005]
In this way, it is possible to freely select the relative position of the steering wheel with respect to the position of the steering gear box, and vibrations of the steering gear box are hardly transmitted to the steering wheel. Can do.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the cable type steering device and the electric power steering device are combined, the steering of the driver can be assisted by detecting the steering torque input to the steering wheel and driving the actuator of the electric power steering device. In general, in an electric power steering apparatus, steering torque is detected based on torsion of a torsion bar incorporated in a steering shaft. However, the steering torque detecting means using the torsion bar has a problem that the structure is complicated and the cost is increased.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to detect a steering torque without using a torsion bar in a cable-type steering device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the steering torque input to the steering wheel is transmitted to the steering gear box via two cables, and the control means is based on the steering torque. A cable type steering device for controlling the operation of a power assist means, wherein two cables are urged by cable guide members connected to both ends of an elastic body, and are connected to the cable guide members via arms. The two tension detecting means detect the tension of the two cables , respectively, and the control means detects the steering torque based on the difference in tension between the two cables.
[0009]
According to the above configuration, when the handle is operated, the tension of one of the two cables increases and the tension of the other decreases, and a tension difference proportional to the steering torque is generated. Therefore, the steering torque can be detected by detecting the tension of the two cables by the two tension detecting means and calculating the tension difference. In addition, since the torsion bar is not used, the structure is simple and the cost is low, and the steering torque can be correctly detected even if the cable is extended. Moreover, since the two cables are urged by the cable guide members connected to both ends of the elastic body, even if the cable is stretched, the cable guide members are pressed against the cable and connected to the cable guide member via the arm. The steering torque can be correctly detected by the tension detecting means.
[0010]
In the invention described in claim 2, the steering torque input to the steering wheel is transmitted to the steering gear box via two cables, and the control means controls the operation of the power assist means based on the steering torque. A cable type steering apparatus comprising two tension detecting means for detecting the tension of each of the two cables, and the control means detects a steering torque based on a tension difference between the two cables. as a reference value the output when the output of the two tension detecting means is coincident, is lower than 2 in the case where the output are both higher than the reference value and both the reference value of the tension detecting means In some cases, failure determination is performed.
[0011]
According to the above configuration, when the handle is operated, the tension of one of the two cables increases and the tension of the other decreases, and a tension difference proportional to the steering torque is generated. Therefore, the steering torque can be detected by detecting the tension of the two cables by the two tension detecting means and calculating the tension difference. In addition, since the torsion bar is not used, the structure is simple and the cost is low, and the steering torque can be correctly detected even if the cable is extended. When the handle is not operated, the tensions of the two cables match, and the output at that time is used as a reference value. When the handle is operated, the tension of one cable is increased and a tension higher than the reference value is detected, and the tension of the other cable is decreased and a tension lower than the reference value is detected. Nevertheless, if both the outputs of the two tension detecting means are higher than the reference value and both are lower than the reference value, it can be determined that some failure has occurred.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings. 1 to 6 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall perspective view of a cable type steering apparatus, FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1, and FIG. 3-3 is an enlarged sectional view, FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 2 showing a state at the time of steering, FIG. 5 is a flowchart for explaining the action, and FIG. 6 is an action explanatory view of tension detection.
[0013]
As shown in FIG. 1, a driving pulley housing 2 provided in front of a steering wheel 1 of an automobile and a driven pulley housing 4 provided above a steering gear box 3 are connected by two Bowden cables 5 and 6. . Tie rods 7 _L and 7 _R extending in the left-right direction of the vehicle body from both ends of the steering gear box 3 are connected to knuckles (not shown) that support the left and right wheels W _L and W _R.
[0014]
As shown in FIG. 2, the drive pulley 11dr is fixed to a rotary shaft 10dr that is rotatably supported by the drive pulley housing 2 and rotates together with the handle 1. The two Bowden cables 5 and 6 are composed of outer tubes 5o and 6o and inner cables 5i and 6i that are slidably housed therein, and one end of each of the inner cables 5i and 6i is connected to a drive pulley 11dr. The outer tube 5o, 6o is fixed to the drive pulley housing 2 at one end while being wound around and fixed to a spiral pulley groove formed on the outer periphery a plurality of times.
[0015]
Left and right potentiometers 12 _L and 12 _R as tension detecting means are provided inside the drive pulley housing 2. Cylindrical cable guide pins 14 _L and 14 _R that are in contact with the left and right inner cables 5 i and 6 i are integrally formed at the ends of the arms 13 _L and 13 _R fixed to the detection shafts of the potentiometers 12 _L and 12 _R , respectively. Is done. Both cable guide pins 14 _L and 14 _R are urged in directions away from each other by the elastic force of the torsion spring 16, and contact the inner surfaces (side surfaces facing each other) of the left and right inner cables 5i and 6i. To do.
[0016]
When the handle 1 is not operated, the arm 13 _L, 13 _R of the left and right inner cables 5i, 6i and the left and right of the potentiometer 12 _L, 12 _R as shown in FIG. 2 is in a symmetrical state, yet both cable guide pin Since 14 _L and 14 _R are urged by a common torsion spring 16 and pressed against the left and right inner cables 5 i and 6 i with the same pressure, the left and right inner cables 5 i and 6 i have the same tension (this is called initial tension). ) Acts.
[0017]
When the handle 1 is operated to turn the vehicle and the rotary shaft 10dr is rotated in the direction A in FIG. 4, one inner cable 6i of the Bowden cables 5 and 6 wound around the drive pulley 11dr is pulled, and the other inner cable is pulled. The cable 5i is loosened. As a result, the arm 13 _L of one of the potentiometers 12 _L is rotated inwardly as seen from the center of the driving pulley housing 2, the arm 13 _R of the other potentiometer 12 _R rotates outward as viewed from the center of the driving pulley housing 2 . Conversely, when the rotary shaft 10dr in the A 'direction 2, the other inner cable 5i is pulled, one for inner cable 6i is loosened, the other of the potentiometer 12 _R arm 13 _R is driven pulley The potentiometer 12 _L rotates inward when viewed from the center of the housing 2, and the arm 13 _L of the potentiometer 12 _L rotates outward when viewed from the center of the drive pulley housing 2.
[0018]
As shown in FIGS. 1 and 3, a driven pulley 11dn is fixed to a rotating shaft 10dn rotatably supported by a driven pulley housing 4, and the other ends of both inner cables 5i and 6i are on the outer periphery of the driven pulley 11dn. The formed spiral pulley groove is wound and fixed a plurality of times, and the other ends of the outer tubes 5o, 6o of both Bowden cables 5, 6 are fixed to the driven pulley housing 4. A pinion 21 is provided at the tip of a rotary shaft 10dn that protrudes from the driven pulley housing 4 into the steering gear box 3. The pinion 21 is attached to a steering rod 22 that is supported in the steering gear box 3 so as to be slidable left and right. It meshes with the formed rack 23.
[0019]
When the handle 1 is operated to turn the vehicle, one inner cable 6i of the Bowden cables 5 and 6 is pulled and the other inner cable 5i is loosened, whereby the rotation of the drive pulley 11dr is transmitted to the driven pulley 11dn. The As a result, the rotating shaft 10dn shown in FIG. 3 rotates, and the steering torque is transmitted to the wheels W _L and W _R via the pinion 21, the rack 23 and the swinging rod 23 in the steering gear box 3.
[0020]
A power steering motor 24 as power assist means is supported on the driven pulley housing 4, and a worm 26 provided on the output shaft 25 inside the driven pulley housing 4 meshes with a worm wheel 27 provided on the rotating shaft 10 dn. . Therefore, the torque of the power steering motor 24 is transmitted to the rotary shaft 10dn via the worm 26 and the worm wheel 27.
[0021]
Also, the tension of one of the inner cable 6i is increased by reducing the tension of the other inner cable 5i, arm 13 _L, 13 to rotate the detection shaft of the potentiometer 12 _L, 12 _R via the _R 4 , Its output changes. The electronic control unit U detects the steering torque input to the steering wheel 1 based on changes in the outputs of the potentiometers 12 _L and 12 _R. The outputs of both potentiometers 12 _L and 12 _R both increase when the arms 13 _L and 13 _R rotate inward (when the tension increases) and rotate outward (when the tension decreases). However, it may be set so that it decreases when the arms 13 _L and 13 _R rotate inward and increases when they rotate outward.
[0022]
The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS.
[0023]
After reading the output voltage V ₂ of the output voltage V ₁ and the right potentiometer 12 _R of the left potentiometer 12 _L at step S1 in the flowchart of FIG. 5, compares the two output voltages V _1, V ₂ at step S2, V ₁ = When V ₂ is reached, that is, when the steering torque T applied to the steering wheel 1 is zero and the left and right arms 13 _L and 13 _R are at the positions shown in FIG. 6A, V ₁ = V ₂ = Set to Vi. The initial voltage Vi corresponds to the tension (initial tension) of the inner cables 5i and 6i when the steering torque T is zero. Even when the operation of the handle 1 to V ₁ ≠ V _2, stored value of the initial voltage Vi until V ₁ = V ₂ again, the value of Vi is updated again becomes V ₁ = V _2. Note that a preset value is used as the initial voltage Vi until V ₁ = V ₂ for the first time.
[0024]
In step S4, a deviation ΔV (= V ₁ −V ₂ ) is calculated by subtracting the output voltage V ₂ of the right potentiometer 12 _R from the output voltage V ₁ of the left potentiometer 12 _L , and in step S5, the deviation ΔV is predetermined. The steering torque T (= K × ΔV) is calculated by multiplying the coefficient K. The deviation ΔV may be a positive value or a negative value. When the handle 1 is operated, for example, as shown in FIG. 6B, the output voltage V ₁ of the left potentiometer 12 _L increases from the initial voltage Vi, Since the output voltage V ₂ of the right potentiometer 12 _R decreases from the initial voltage Vi, the deviation ΔV becomes a positive value. When the handle 1 is operated in the reverse direction, as shown in FIG. 6C, the output voltage V ₁ of the left potentiometer 12 _L decreases from the initial voltage Vi, and the output voltage V ₂ of the right potentiometer 12 _R decreases from the initial voltage Vi. Since it increases, the deviation ΔV becomes a negative value. Thus, the steering torque T applied to the steering wheel 1 can be detected by the sign and absolute value of the deviation ΔV.
[0025]
When the steering torque T is applied to the steering wheel 1, one of the output voltages V ₁ and V ₂ of the left and right potentiometers 12 _L and 12 _R increases from the initial voltage Vi, and the other decreases from the initial voltage Vi. Thus, step S6 in the left or right potentiometer 12 _L, 12 the output voltage V ₁ of the _R, V ₂ exceeds the initial voltage Vi both the output voltages V _1, V ₂ of the left and right of the potentiometer 12 _L, 12 _R at step S7 If both are below the initial voltage Vi, it is determined in step S8 that some abnormality has occurred in the potentiometers 12 _L and 12 _R , and an alarm is issued.
[0026]
When the inner cables 5i and 6i are extended with long-term use, the left and right arms 13 _L and 13 _R rotate outwardly as shown in FIG. 6D, and the initial voltage Vi decreases. However, since the steering torque T is calculated based on the deviation ΔV between the output voltages V ₁ and V ₂ of the left and right potentiometers 12 _L and 12 _R , the change in the initial voltage Vi affects the detection accuracy of the steering torque T. There is no. In addition, in steps S 6 and S 7 , since the abnormality of the potentiometers 12 _L and 12 _R is detected based on the magnitude relationship between the output voltages V ₁ and V ₂ with respect to the initial voltage Vi, the initial voltage Vi changes. However, the accuracy of abnormality detection does not decrease.
[0027]
The steering torque detected as described above is processed together with other control signals such as a vehicle speed signal in the electronic control unit U, and based on the result, the tension difference between the inner cables 5i and 6i is made substantially constant. The steering assist torque generated by the power steering motor 24 is feedback-controlled. When the power steering motor 24 generates torque in this way, the rotary shaft 10dn rotates through the worm 26 and the worm wheel 27, and the operation of the handle 1 by the driver is assisted.
[0028]
Thus, since the steering torque is detected by detecting the tension of the two cables from the outputs of the two potentiometers 12 _L and 12 _R and calculating the difference in tension, the torsion bar, which has been conventionally required, is unnecessary. Thus, simplification of the structure and cost reduction are achieved.
[0029]
As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention can perform a various design change in the range which does not deviate from the summary.
[0030]
For example, as shown in FIG. 7, by connecting the spring 16, 16 torsion respective arms 13 _L, 13 _R of the left and right of the potentiometer 12 _L, 12 _R, it is possible to further enhance the detection accuracy of the tension. Further, instead of driving the rotating shaft 10dn of the driven pulley 11dn by the power steering motor 24, the power steering motor 24 is accommodated coaxially in the steering gear box 3, and the steering rod 22 is connected to the rotor via the ball screw mechanism. Can be driven directly. In this case, the driven pulley 11dn can be eliminated and the rotor of the power steering motor 24 can be directly driven by the inner cables 5i and 6i.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the two tension detecting means for detecting the tension of each of the two cables are provided, and the control means is based on the tension difference between the two cables. Since the steering torque is detected, the steering torque can be detected without using a torsion bar having a complicated structure and high cost, and the steering torque can be correctly detected even if the cable is stretched. Moreover, since the two cables are urged by the cable guide members connected to both ends of the elastic body, even if the cable is stretched, the cable guide members are pressed against the cable and connected to the cable guide member via the arm. The steering torque can be correctly detected by the tension detecting means.
[0032]
According to the second aspect of the present invention, there are provided two tension detecting means for detecting the tensions of the two cables, respectively, and the control means controls the steering torque based on the tension difference between the two cables. Therefore, it is possible not only to detect the steering torque without using a torsion bar having a complicated structure and high cost, but also to correctly detect the steering torque even if the cable is extended. Moreover, the control means uses the output when the outputs of the two tension detection means coincide with each other as a reference value, and when both outputs of the two tension detection means become higher than the reference value and both Since the failure determination is performed when the value is lower than the above, reliable failure determination can be performed without being affected by the cable extension.
[Brief description of the drawings]
1 is an overall perspective view of a cable-type steering apparatus. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line 2-2 in FIG. 1. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. FIG. 5 is a flowchart corresponding to FIG. 2. FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of tension detection. FIG. 7 is a diagram corresponding to 4 according to the second embodiment.
1 Handle 3 Steering gear box 5 Bowden cable (cable)
6 Bowden cable (cable)
12 _L potentiometer (tension detection means)
12 _R potentiometer (tension detection means)
13 _L arm
13 _R arm
14 _L cable guide pin (cable guide member )
14 _R cable guide pin (cable guide member )
16 torsion spring (elastic body)
24 Power steering motor (power assist means)
U Electronic control unit (control means)

Claims

The steering torque input to the steering wheel (1) is transmitted to the steering gear box (3) via the two cables (5, 6), and based on the steering torque, the control means (U) is a power assist means ( 24) a cable type steering device for controlling the operation of
The two cables (5, 6) are urged by cable guide members (14 _L , 14 _R ) connected to both ends of the elastic body (16), and the cable guide members (14 _L , 14 _R ) arm (13 _L, 13 _R) is detected via the connected two tension detecting means (12 _L, 12 _R) in the tension of the two cables (5,6) respectively, the control means (U) Is a cable-type steering device that detects a steering torque based on a difference in tension between the two cables (5, 6).

The steering torque input to the steering wheel (1) is transmitted to the steering gear box (3) via the two cables (5, 6), and based on the steering torque, the control means (U) is a power assist means ( 24) a cable type steering device for controlling the operation of
Two tension detecting means (12 _L , 12 _R ) for detecting the tension of each of the two cables (5, 6) are provided, and the control means (U) is provided for the two cables (5, 6). The steering torque is detected based on the tension difference, and when the outputs of the two tension detecting means (12 _L , 12 _R ) coincide with each other, the output is used as a reference value and the two tension detecting means (12 _L , 12 features and to Luque Buru steering apparatus that performs failure determination when the output is both lower than the higher and both the reference value than the reference value _R).