JP3887213B2 - Vehicle steering system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライバーのステアリング操作に操舵角を重畳する第1舵角比可変機構と、舵角比を変更可能な第2舵角比可変機構とを備えた車両用操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
本出願人の出願に係る特許第2866302号公報に記載された可変舵角比操舵装置は、ステアリングホイールに連結された入力軸と操舵輪を転舵する出力軸との間に設けた舵角比可変機構により、高車速時には舵角比(ステアリングホイールの操舵角/操舵輪の転舵角)を大きくして車両の走行安定性を確保し、低車速時には舵角比を小さくして車両の取り回しを容易化するようになっている。
【0003】
また特許第2992357号公報には、ステアリングホイールに接続された入力軸と操舵輪に接続された出力軸との間にクラッチを設け、通常はクラッチを解放して入力軸と出力軸とを切り離し、規範の車両運動状態と実際の車両運動状態との偏差を小さくするように、ドライバーの操作入力に応じて操舵制御手段により操舵角を制御することで車両の運動を補正する、いわゆるSBW(ステア・バイ・ワイヤ)方式の車両運動特性補正装置が記載されている。
【0004】
また特開平7−315235号公報には、ステアリングホイールに接続された入力軸と操舵輪に接続された出力軸との間に遊星歯車装置を備えた舵角比可変機構を設け、ドライバーのステアリング操作に基づく第1の操舵運動とサーボ装置の作動に基づく第2の操舵運動とを重畳させてステアリング伝動装置に入力することで、ドライバーのステアリング操作に介入するSBW方式のパワーステアリング装置が記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許第2992357号公報に記載されたものは、SBW系統が故障した場合にクラッチを締結することで、舵角比が予め決まったステアリングギヤボックスを介してドライバーが直接操舵を行うことになるが、通常時はクラッチを解放して入力軸および出力軸を切り離した状態で操舵制御手段が操舵を行っているため、クラッチを締結した時点でステアリングホイールの中立位置と操舵輪の中立位置との間に大きな位相差が発生してしまい、左右のステアリングロック角度(現在のステアリングホイールの位置から、それ以上ステアリングホイールを回転させることができなくなる位置までの角度)がアンバランスになる可能性がある。更に、SBW系統が故障した場合にはクラッチを速やかに締結してドライバーによる直接操舵に切り換える必要があるが、クラッチの締結に伴ってステアリングホイールに加わる操舵トルクが急変してドライバーに違和感を与える可能性がある。
【0006】
また上記特開平7−315235号公報に記載されたものにおいても、SBW系統が故障してドライバーによる直接操舵に切り換える場合に、ステアリングホイールの位相と操舵輪の位相との不一致が発生し、やはりステアリングホイールに加わる操舵トルクが急変する可能性があるため、故障時の安全を見越すと舵角比を変化させる幅を大きく設定することができないという問題がある。
【0007】
またSBW系統の故障により舵角比が大きく変化することは、ドライバーが次のステアリング操作を行う際に必要な操作量の予想を困難にする問題があり、特に小舵角による車両運動制御に慣れた状態で、故障時に固定舵角比に切り換わるとドライバーがステアリング操作にすぐに馴染めず、ステアリング操作に支障を来す虞がある。
【0008】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ドライバーのステアリング操作に操舵角を重畳する第1舵角比可変機構を備えた車両用操舵装置において、故障時における不具合の発生最小限に抑えることを目的とする。
【0009】
【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に記載された発明によれば、ステアリングホイールの操舵角を、ステアリングホイールとの機械的な連結により操舵輪の転舵機構に伝達する駆動機構と、アクチュエータの駆動力により発生する操舵角を、駆動機構から伝達される操舵角に重畳して舵角比を変更する第1舵角比可変機構と、前記重畳後の操舵角と操舵輪の転舵角との比である舵角比を変更して操舵輪の転舵機構に伝達する第2舵角比可変機構とを備えたことを特徴とする車両用操舵装置が提案される。
【0010】
上記構成によれば、第1舵角比可変機構による重畳後の操舵角と操舵輪の転舵角との舵角比を変更可能な第2舵角比可変機構を備えたことにより、目標とする操舵輪の転舵角を得るために第1舵角比可変機構のアクチュエータを作動させて重畳させる操舵角を小さく設定することができる。従って、万一第1舵角比可変機構が故障してアクチュエータからの操舵角の重畳が停止しても、そもそも第1舵角比可変機構のアクチュエータから重畳される操舵角が小さいため、その時点でドライバーがステアリングホイールから受ける操舵トルクの変化を小さくすることができるだけでなく、ステアリングホイールの操舵角と操舵輪の転舵角との間に発生する偏差を最小限に抑えることができる。
【0011】
しかも前記故障の発生後も、引き続き第2舵角比可変機構により操舵角と転舵角との舵角比を変更できるため、例えば低車速領域では舵角比を小さく変更してステアリングの効きを鋭くすることで車両の取り回しを容易にし、高車速領域では舵角比を大きく変更してステアリングの効きを鈍くすることで車両の走行安定性を高めるなどして、車両の走行状態に応じた適切な舵角比設定を引き続き行うことができる。
【0012】
また万一第2舵角比可変機構が故障した場合には、故障直前の舵角比をそのまま受け継ぐことにより、ドライバーがステアリングホイールから受ける操舵トルクの変化を無くすことができる。更に第2舵角比可変機構が故障しても第1舵角比可変機構が正常に機能している限り、ステアリングホイールの中立位置と操舵輪の中立位置との間に位相差が発生することはなく、しかも第1舵角比可変機構による操舵角の重畳により、故障した第2舵角比可変機構に代わって舵角比を変更することができる。
【0013】
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記車両用操舵装置はケーブル式ステアリング装置であることを特徴とする車両用操舵装置が提案される。
【0014】
尚、実施例のステアリングギヤボックス13は本発明の操舵輪の転舵機構に対応し、実施例の操舵角伝達機構M1は本発明の駆動機構に対応する。
【0015】
【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。
【0016】
図1〜図15は本発明の一実施例を示すもので、図1は車両用操舵装置の全体斜視図、図2は図1の2−2線拡大断面図、図3は図2の3−3線断面図、図4は操舵トルクセンサの斜視図、図5は操舵トルクセンサの差動トランスの回路図、図6は操舵トルクセンサの作用説明図、図7は図1の7−7線拡大断面図、図8は図7の8−8線断面図、図9は図7の9−9線断面図、図10は図7の10−10線断面図、図11は第2舵角比可変機構の分解斜視図、図12は図8に対応する作用説明図、図13は第2舵角比可変機構の作動原理を説明する図、図14は第2舵角比可変機構の舵角比特性線図、図15は制御系のブロック図である。
【0017】
図1に示すように、自動車のステアリングホイール11の前方に設けた駆動プーリケーシング12と、ステアリングギヤボックス13の上方に設けた従動プーリケーシング14とが、ボーデンケーブルよりなる第1操作ケーブル15および第2操作ケーブル16によって接続される。ステアリングギヤボックス13の両端部から車体左右方向に延びるタイロッド17L,17Rが、左右の操舵輪WL,WRを支持するナックル(図示せず)に接続される。駆動プーリケーシング12の内部にはステアリングホイール11に入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサが内蔵されており、検出した操舵トルクが入力される制御装置18からの司令でステアリングギヤボックス13と同軸に設けた補助操舵トルクモータ20が作動し、ドライバーのステアリング操作をアシストする。
【0018】
図2に示すように、駆動プーリケーシング12は、リヤハウジング21、センターハウジング22およびフロントハウジング23をボルト24…で結合してなり、フロントハウジング23の前面に図示せぬボルトでフロントカバー25が結合される。駆動プーリケーシング12は、リヤハウジング21に設けたブラケット21aが取付ステー26にピン27で固定され、フロントハウジング23に設けたブラケット23aが取付ステー26にボルト28で固定される。
【0019】
ステアリングホイール11に接続される中空のステアリングシャフト29は、2個のボールベアリング30,31でリヤハウジング21に回転自在に支持される。ステアリングホイール11と同軸に配置される中空のプーリシャフト32の外周に金属製のプーリボス33が固定されており、このプーリボス33の外周に形成したセレーション部33aを覆うように合成樹脂製の駆動プーリ本体34が一体にモールドされる。プーリボス33の両端部が2個のボールベアリング35,36でそれぞれフロントハウジング23およびフロントカバー25に回転自在に支持されるとともに、プーリシャフト32がボールベアリング37でセンターハウジング22に回転自在に支持される。プーリボス33および駆動プーリ本体34は駆動プーリ59を構成する。
【0020】
プーリシャフト32の後端部外周にステアリングシャフト29の前端部内周が相対回転自在に嵌合しており、ステアリングシャフト29の中空部とプーリシャフト32の中空部とに、トーションバー38の両端部が嵌合して各々ピン39,40で結合される。従って、ステアリングシャフト29に入力された操舵トルクは、ステアリングシャフト29からトーションバー38を介してプーリシャフト32に伝達されることになり、センターハウジング22の内部に設けられた操舵トルクセンサ41がトーションバー38の捩れ量に基づいて操舵トルクを検出する。
【0021】
図2および図4から明らかなように、操舵トルクセンサ41は、プーリシャフト32の外周に相対回転不能、かつ軸方向スライド可能に支持された円筒状のスライダ42と、ステアリングシャフト29に固定されてスライダ42に形成した傾斜溝42aに嵌合するガイドピン43と、合成樹脂製のスライダ42の外周に固定した磁性体リング44と、センターハウジング22の内周に固定されて磁性体リング44に対向する差動トランス45と、ガイドピン43および傾斜溝42a間のガタを防止すべくスライダ42を前方に付勢するコイルばね46とを備える。
【0022】
図5に示すように、操舵トルクセンサ41の差動トランス45は、交流電源47に接続された一次コイル48と、第1二次コイル49と、第2二次コイル50とを備えており、磁性体リング44は第1、第2二次コイル49,50間に配置された可動鉄心を構成する。
【0023】
図2から明らかなように、プーリシャフト32の前端部とプーリボス33とはセレーション結合部51において結合されるとともに、プーリシャフト32の前端部に向かって先細になったテーパー結合部52を介して結合される。プーリシャフト32の前端にナット53がねじ込まれており、ナット53からの荷重でプーリボス33をプーリシャフト32に沿って後方に付勢することにより、テーパー結合部52を充分な面圧で密着させてプーリシャフト32およびプーリボス33を強固に一体化することができる。これにより、セレーション結合部51に存在する微小なガタの影響を解消し、騒音の発生を抑制することができるだけでなく操舵フィーリングを向上させることができる。ナット53を締め付けるとき、駆動プーリ59が軸方向に移動可能であるため、駆動プーリケーシング12に無理な荷重が加わることが防止される。
【0024】
図2および図3から明らかなように、第1、第2操作ケーブル15,16は、合成樹脂製のアウターチューブ15o,16oと、その内部にスライド自在に収納される金属縒り線よりなるインナーケーブル15i,16iとから構成される。2本のインナーケーブル15i,16iの端部に固定した短円柱状のピン54,54が駆動プーリ本体34の両端面に形成したピン孔34a,34aに嵌合し、ピン54,54から延びる2本のインナーケーブル15i,16iは駆動プーリ本体34の外周に形成した1本の螺旋溝34bに沿って相互に接近する方向に巻き付けられた後、プーリシャフト32の軸線に直交する方向に引き出される。
【0025】
フロントハウジング23には円筒状をなす2個の接続部23b,23bが形成されており、それらの内部にアウターチューブ結合部材56,56のボス部56a,56aが固定される。ボス部56a,56aから接続部23b,23bの外部に延びるパイプ部56b,56bがアウターチューブ15o,16oの外周に嵌合し、かしめ部56c,56cをかしめることでアウターチューブ15o,16oの端部がフロントハウジング23に固定される。アウターチューブ結合部材56,56のボス部56a,56aの内周には、インナーケーブル15i,16iとボス部56a,56aとが直接擦れるのを防止すべく、滑りの良い合成樹脂製のガイドブッシュ57,57が保持される。
【0026】
図7に示すように、従動プーリケーシング14はボルト67…(図8参照)で結合されたアッパーハウジング61とロアハウジング62とから構成され、アッパーハウジング61およびロアハウジング62間にケーブル案内ハウジング63がボルト64で固定される。またロアハウジング62の下面に結合されるギヤケーシング19は、複数本のボルト120…(図10参照)で結合されたアッパーハウジング121とロアハウジング122とから構成される。
【0027】
従動プーリケーシング14のアッパーハウジング61に設けたボールベアリング66と、ギヤケーシング19のアッパーハウジング121に設けたボールベアリング68とにプーリシャフト70が回転自在に支持される。上側のボールベアリング66は、プーリシャフト70を直接支持しておらず、プーリシャフト70の外周に固定したプーリボス71を支持している。アッパーハウジング61に設けたボールベアリング66は袋状のナット72で抜け止めされる。
【0028】
プーリシャフト70の上端部とプーリボス71とはセレーション結合部74において結合されるとともに、プーリシャフト70の上端部に向かって先細になったテーパー結合部75を介して結合される。プーリシャフト70の上端にナット76がねじ込まれており、ナット76からの荷重でプーリボス71をプーリシャフト70に沿って下方に付勢することにより、テーパー結合部75を充分な面圧で密着させてプーリシャフト70およびプーリボス71を強固に一体化することで、セレーション結合部74に存在する微小なガタの影響を解消して騒音の発生を抑制し、また操舵フィーリングを向上させることができる。ナット76を締め付けるとき、従動プーリ60が軸方向に移動可能であるため、従動プーリケーシング14やギヤケーシング19に無理な荷重が加わることが防止される。
【0029】
プーリボス71の外周のセレーション部71aに合成樹脂製の従動プーリ本体77が一体にモールドされており、第1、第2操作ケーブル15,16のインナーケーブル15i,16iの端部に固定した短円柱状のピン78,78が従動プーリ本体77の両端面に形成したピン孔77a,77aに嵌合し、ピン78,78から延びる2本のインナーケーブル15i,16iは従動プーリ本体77の外周に形成した1本の螺旋溝77bに沿って相互に接近する方向に巻き付けられた後、後述する第1舵角比可変機構M2を経由してプーリシャフト70の軸線に直交する方向に引き出される。このとき、第1、第2操作ケーブル15,16のアウターチューブ15o,16oは、アウターチューブ結合部材79を介してケーブル案内ハウジング63に固定される。プーリボス71および従動プーリ本体77は従動プーリ60を構成する。
【0030】
駆動プーリ59、従動プーリ60および操作ケーブル15,16は、ステアリングホイール11に入力される操舵角を機械的にステアリングギヤボックス13に伝達する操舵角伝達機構M1を構成し、この操舵角伝達機構M1は本発明の駆動機構に対応する。
【0031】
次に、図7〜図9に基づいて第1舵角比可変機構M2の構造を説明する。
【0032】
アッパーハウジング61にボールベアリング101を介して支持されたアッパーシャフト102と、ロアハウジング62にボールベアリング103を介して支持されたロアシャフト104とが同軸に配置されており、アッパーシャフト102の下端に固定した断面クランク状のアッパーアーム105の中間部と、ロアシャフト104の上端に固定した断面クランク状のロアアーム106の中間部とが、コ字状の連結部材107で一体に連結される。相互に対向するアッパーアーム105およびロアアーム106の一端部間は球面軸受け108を介して接続されており、この球面軸受け108に第1ガイドプーリ109が首振り可能に支持される。また相互に対向するアッパーアーム105およびロアアーム106の他端部間は球面軸受け110を介して接続されており、この球面軸受け110に第2ガイドプーリ111が首振り可能に支持される。
【0033】
アウターチューブ結合部材79を通って従動プーリケーシング14の内部に導かれた第1操作ケーブル15のインナーケーブル15iは、第1ガイドプーリ109を経由して従動プーリ60に巻き付けられ、またアウターチューブ結合部材79を通って従動プーリケーシング14の内部に導かれた第2操作ケーブル16のインナーケーブル16iは、第2ガイドプーリ111を経由して従動プーリ60に巻き付けられる。
【0034】
アッパーアーム105およびロアアーム106を断面クランク状に形成したことにより、第1ガイドプーリ109および第2ガイドプーリ111の高さに段差を付けることができ、また連結部材107をコ字状に形成したことにより、第1ガイドプーリ109および第2ガイドプーリ111との干渉を回避することができる。
【0035】
アッパーシャフト102は、その上端にナット112をねじ込むことにより、ボールベアリング101を介してアッパーハウジング61に対して軸方向に位置決めされる。そしてナット112の上方は、アッパーハウジング61にねじ込まれた袋状のナット113により覆われる。
【0036】
アッパーハウジング61に支持したアクチュエータ114の出力軸114aに設けたウオーム115が、アッパーシャフト102に固定したウオームホイール116に噛み合っており、従って、アクチュエータ114を駆動することでウオーム115およびウオームホイール116を介してアッパーシャフト102を回転させると、そのアッパーシャフト102に接続されたアッパーアーム105、ロアアーム106、連結部材107およびロアシャフト104が一体に回転する。
【0037】
次に、図7、図10および図11に基づいて第2舵角比可変機構M3の構造を説明する。
【0038】
ギヤケーシング19のアッパーハウジング121にボールベアリング123を介して支持部材124が回転自在に支持されており、この支持部材124の中心から偏心した位置に入力軸125が一対のボールベアリング126,126を介して回転自在に支持される。入力軸125の上端とプーリシャフト70の下端とは、プーリシャフト70に対する入力軸125の偏心を許容しながら、プーリシャフト70の回転を入力軸125に伝達するオルダム継ぎ手127を介して接続される。入力軸125の下端には断面溝型のカップリング128が一体に設けられる。
【0039】
ギヤケーシング19のロアハウジング122に出力軸129が一対のボールベアリング130,131を介して回転自在に支持される。出力軸129はプーリシャフト70に対して同軸上に位置しているが、入力軸125に対して偏心している。出力軸129の上面の偏心位置に突出する中間軸132に支持した円錐ローラベアリング133の外周に、入力軸125に設けたカップリング128の下面に平型ニードルベアリング134を介してスライド自在に支持したスライダ135が支持される。出力軸129の下端はギヤケーシング19のロアハウジング122に設けた下側のボールベアリング131にナット136で位置決めされ、前記ボールベアリング131は袋状のナット137で抜け止めされる。
【0040】
ギヤケーシング19のアッパーハウジング121に減速機ケーシング138を介してアクチュエータ139が支持されており、アッパーハウジング121および減速機ケーシング138に3個のボールベアリング140,141,142を介して駆動軸143が支持される。アクチュエータ139の出力軸139aに設けたウオーム144と駆動軸143に設けたウオームホイール145とが減速機ケーシング138の内部で噛み合い、かつ駆動軸143に設けたウオーム146と支持部材124の上面に設けたセクタ型のウオームホイール147とが噛み合っている。従って、アクチュエータ139を駆動すると、出力軸139aの回転がウオーム144、ウオームホイール145、駆動軸143およびウオーム146を介してウオームホイール147に伝達され、ボールベアリング123に支持された支持部材124を回転させる。
【0041】
出力軸129の外周に形成したピニオン84に、ステアリングギヤボックス13(図1参照)のラック85が噛み合っており、その噛み合い部においてラック85がピニオン84に向けて付勢される。即ち、ロアハウジング122に形成した貫通孔122aにスライド部材86がOリング87を介してスライド可能に嵌合しており、貫通孔122aにねじ結合したばね座88とスライド部材86との間に配置したコイルばね89の弾発力で、スライド部材86に設けた低摩擦部材90がラック85の背面に当接する。これにより、出力軸129の回転がピニオン84を介してラック85に伝達されて操舵輪WL,WRが転舵される際に、ラック85は大きな摺動抵抗を受けることなくガタや撓みの発生を防止されてスムーズに作動することができる。
【0042】
次に、図15に基づいて制御系の構造の概略を説明する。
【0043】
制御装置18は、第1舵角比可変機構M2の作動を制御する「能動操舵角制御部」と、第2舵角比可変機構M3の作動を制御する「舵角比可変制御部」と、補助操舵トルクモータ20の作動を制御する「補助操舵トルク制御部」とを備える。
【0044】
「能動操舵角制御部」は、操舵角センサで検出したステアリングホイール11の操舵角と、ヨーレートセンサで検出した車両のヨーレートと、車速センサで検出した車速とに基づいて目標能動操舵角設定部が目標能動操舵角を出力し、この目標能動操舵角と実際の能動操舵角との偏差に基づいてアクチュエータ制御信号出力部が第1舵角比可変機構M2のアクチュエータ114の制御信号を出力し、この制御信号に基づいてアクチュエータ駆動回路がアクチュエータ114を駆動する。アクチュエータ114の駆動により発生した能動操舵角は能動操舵角センサにより検出され、フィードバックループを構成すべく目標能動操舵角設定部が出力する目標能動操舵角から減算される。
【0045】
「舵角比可変制御部」は、車速センサで検出した車速に基づいて目標舵角比設定部が目標舵角比を出力し、この目標舵角比と実際の舵角比との偏差に基づいてアクチュエータ制御信号出力部が第2舵角比可変機構M3のアクチュエータ139の制御信号を出力し、この制御信号に基づいてアクチュエータ駆動回路がアクチュエータ139を駆動する。アクチュエータ139の駆動により発生した舵角比は舵角比センサにより検出され、フィードバックループを構成すべく目標可変舵角比設定部が出力する目標舵角比から減算される。
【0046】
「補助操舵トルク設定部」」は、車速センサで検出した車速と、操舵トルクセンサ41で検出した操舵トルクとに基づいて目標補助操舵トルク設定部が目標補助操舵トルを出力し、この目標補助操舵トルクに基づいて目標電流決定部が補助操舵トルクモータ20の目標電流を決定し、出力電流制御部が補助操舵トルクモータ駆動回路を介して補助操舵トルクモータ20を駆動する。
【0047】
故障状態判定部が操舵系の故障を判定すると、その故障の内容に応じて目標能動操舵角設定部、目標舵角比設定部および目標補助操舵トルク設定部の作動を停止する。
【0048】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【0049】
先ず、第1舵角比可変機構M2が図8に示す中立位置に保持されている場合について説明する。
【0050】
操舵トルクセンサ41で検出した操舵トルクは制御装置18に入力され、制御装置18は操舵トルクに基づいて補助操舵トルクモータ20の作動を制御する。即ち、車両を旋回させるべくステアリングホイール11を操作すると、図2に示すように、操舵トルクがステアリングシャフト29およびトーションバー38を介してプーリシャフト32に伝達され、駆動プーリ本体34に巻き付けられた第1、第2操作ケーブル15,16の一方のインナーケーブル15i,16iが引かれ、他方のインナーケーブル15i,16iが弛められることにより、駆動プーリ59の回転が従動プーリ60に伝達される。その結果、図7に示すプーリシャフト70が回転し、ステアリングギヤボックス13内のピニオン84、ラック85およびタイロッド17L,17Rを介して操舵輪WL,WRに操舵トルクが伝達される。
【0051】
ステアリングホイール11に操舵トルクが入力されていないとき、トーションバー38は捩れ変形せずにステアリングシャフト29およびプーリシャフト32は同位相に保持され、図6(B)に示すように、ステアリングシャフト29のガイドピン43は傾斜溝42aの中央にあってスライダ42は上下方向中央位置に保持される。このとき、図5に示すように、スライダ42に設けた磁性体リング44は第1二次コイル49および第2二次コイル50の中間位置にあり、両二次コイル49,50の出力電圧が等しくなって操舵トルクがゼロであることが検出される。
【0052】
またステアリングホイール11が右方向に操作されてステアリングシャフト29に図6(A)の矢印a方向の操舵トルクが入力されると、トーションバー38が捩じれ変形してステアリングシャフト29とプーリシャフト32(即ち、プーリシャフト32に対して相対回転不能なスライダ42)との間に位相差が発生するため、ステアリングシャフト29のガイドピン43に傾斜溝42aを押されたスライダ42が上方にスライドする。その結果、上側の第1二次コイル49の出力電圧が増加するとともに下側の第2二次コイル50の出力電圧が減少し、その電圧差に基づいて右転舵方向の操舵トルクが検出される。同様に、ステアリングホイール11が左方向に操作されてステアリングシャフト29に図6(C)の矢印b方向に操舵トルクが入力されると、トーションバー38が捩じれ変形してステアリングシャフト29とプーリシャフト32(即ち、スライダ42)との間に位相差が発生するため、ステアリングシャフト29のガイドピン43に傾斜溝42aを押されたスライダ42が下方にスライドする。その結果、上側の第1二次コイル49の出力電圧が減少するとともに下側の第2二次コイル50の出力電圧が増加し、その電圧差に基づいて左転舵方向の操舵トルクが検出される。
【0053】
このように、操舵トルクセンサ41で操舵トルクが検出されると、制御装置18は操舵トルクセンサ41で検出した操舵トルクが予め設定した所定値に保持されるように、補助操舵トルクモータ20を駆動する。これにより、補助操舵トルクモータ20のトルクがウオーム83およびウオームホイール82を介してプーリシャフト70に伝達され、ドライバーによるハンドル操作がアシストされる。差動トランス45を有する操舵トルクセンサ41と補助操舵トルクモータ20とを組み合わせたことにより、電気的な制御だけで補助操舵トルクモータ20を作動させることが可能となり、制御系の構造が簡素化される。
【0054】
続いて、第1舵角比可変機構M2が作動した場合について説明する。
【0055】
ドライバーがステアリングホイール11を中立位置に保持している状態で、図10に示すようにアクチュエータ114を駆動して第1舵角比可変機構M2のアッパーアーム105およびロアアーム106を矢印a方向に回転させると、第1ガイドプーリ109が従動プーリ60に接近することで第1操作ケーブル15のインナーケーブル15iが弛められ、かつ第2ガイドプーリ111が従動プーリ60から離反することで第2操作ケーブル16のインナーケーブル16iが引かれる。その結果、駆動プーリ59に対する第1操作ケーブル15のインナーケーブル15iの離脱点p1(図3参照)と、従動プーリ60に対する第1操作ケーブル15のインナーケーブル15iの離脱点p2(図10参照)との間のインナーケーブル15iの長さが減少し、逆に駆動プーリ59に対する第2操作ケーブル16のインナーケーブル16iの離脱点q1(図3参照)と、従動プーリ60に対する第2操作ケーブル16のインナーケーブル16iの離脱点q2(図10参照)との間のインナーケーブル16iの長さが増加するため、従動プーリ60は矢印b方向に回転する。
【0056】
即ち、ステアリングホイール11を操作しなくても、アクチュエータ114でアッパーアーム105およびロアアーム106を回転させることで、従動プーリ60を任意の方向に回転させて操舵輪WL,WRを転舵し、アクティブステアリング装置の機能を発揮させることができる。またドライバーによるステアリングホイール11の操舵と同時にアクチュエータ114を作動させれば、ドライバーのステアリング操作による従動プーリ60の回転とアクチュエータ114の作動による従動プーリ60の回転とが重畳して操舵輪WL,WRが転舵され、可変舵角比の機能を発揮させることができる。
【0057】
このように、ドライバーのステアリング操作による従動プーリ60の回転とアクチュエータ114の作動による従動プーリ60の回転とが重畳するので、ドライバーのステアリング操作をアシストする方向にアクチュエータ114を作動させてステアリングの効きを鋭くしたり、ドライバーのステアリング操作をキャンセルする方向にアクチュエータ114を作動させてステアリングの効きを鈍くしたりすることができる。このとき、ステアリングホイール11の回転角に応じてアクチュエータ114の作動量を制御すれば、駆動プーリ59の回転角に対する従動プーリ60の回転角の比を所定値に設定することができる。
【0058】
例えば、ステアリングホイール11を操作していないときにアクチュエータ114を作動させれば前記比は無限大になり、ステアリングホイール11を操作しているときに、その操作を完全にキャンセルするようにアクチュエータ114を作動させれば前記比は0になり、またステアリングホイール11の操作方向と逆方向に従動プーリ60が回転するようにアクチュエータ114を作動させれば前記比は負値になる。
【0059】
以上のように、ステアリングホイール11に連動する駆動プーリ59とステアリングギヤボックス13に連動する従動プーリ60とを自由に屈曲可能な第1、第2操作ケーブル15,16で接続したので、ステアリングホイール11やステアリングギヤボックス13の位置の設定自由度を大幅に増加させることができ、しかもアクチュエータ114で第1、第2ガイドプーリ109,111の位置を変更するだけの簡単な構造で従動プーリ60を回転させることができるので、僅かなコストの上昇だけで操舵系の機能を大幅に高めることができる。
【0060】
尚、第1、第2ガイドプーリ109,111と従動プーリ60との距離が変化すると、あるいは従動プーリ60の回転に伴って従動プーリ60のケーブル離脱点p2,q2の軸方向位置が変化すると、第1、第2操作ケーブル15,16のインナーケーブル15i,16iの傾斜方向に応じて球面軸受け108,110まわりに第1、第2ガイドプーリ109,111が傾くので、インナーケーブル15i,16iが第1、第2ガイドプーリ109,111から外れるのを確実に防止してスムーズな作動を可能にすることができる。
【0061】
次に、第2舵角比可変機構M3の作用を説明する。
【0062】
図13において、入力軸125の回転中心をA、出力軸129の回転中心をB、中間軸132の作用点をCとし、BC間の寸法をb、入力軸125と出力軸129との間の偏位量(AB間距離)をa、入力軸125の回転角度(ステアリングホイール11の操舵角)をα、出力軸129の回転角(ピニオン84の回転角)をβとすると、
b・sinβ=(b・cosβ−a)・tanα
であるから、
α=tan-1{(b・sinβ/(b・cosβ−a)}
で表される。
【0063】
入力軸125を回転させると、中間軸132は、入力軸125のカップリング128のスライダ135との係合により、出力軸129の軸心回りでクランク回転する。ここで支持部材124を回転させると、支持部材124の偏心カム作用により、図10および図11の範囲で入力軸125の軸心位置が変化する。これにより、入力軸125および出力軸129間の偏位量aを適宜に設定して入力軸125および出力軸129どうしを相互に偏心させると、入力軸125および出力軸129の回転角が不一致となる。しかも入力軸125を等角度ずつ回転させた際の出力軸129の角度変化率が漸進的に増大することになる(図14の太線a1および細線a2参照)。
【0064】
ここで、入力軸125と出力軸129との偏位量aを、a2〜a0(a2> a1>a0=0)の範囲で連続的に変化させることにより、入力軸125の回転角度に対する出力軸129の回転角度の割合(β/α)、即ち実用上の舵角比を連続的に変化させることができ、入力軸125および出力軸129の偏位量aを大きくすると、入力角αに対する出力角βの変化率の漸進性が高まり、入力軸125および出力軸129の偏位量aを0にすれば、図14に鎖線で示すように入力角αと出力角βとは等しくなる。
【0065】
この舵角比の変化を低速走行域で図14のa0側に移行させると、ステアリングの効きを鋭くして車両の取り回しを容易にすることができ、逆に高速走行域で図14のa2側に移行させると、ステアリングの効きを鈍くして高速走行中の車両安定性を高めることができる。
【0066】
以上のように、第1舵角比可変機構M2と第2舵角比可変機構M3とを組み合わせたことにより、以下のような効果を達成することができる。
【0067】
即ち、駆動プーリ59、操作ケーブル15,16および従動プーリ60よりなる操舵角伝達機構M1を介して伝達されたドライバーのステアリング操作と、第1舵角比可変機構M2のアクチュエータ114の作動によるステアリング操作とが重畳されてプーリシャフト70に出力された操舵角を、第2舵角比可変機構M3が増加させて操舵輪WL,WRの転舵角として出力するので、所望の操舵輪の転舵角を得るために、第1舵角比可変機構M2により重畳させる操舵角を小さく設定することができる。従って、仮に第1舵角比可変機構M2が故障して操舵角の重畳が停止しても、そもそも第1舵角比可変機構M2により重畳される操舵角自体が小さいため、故障の発生時にドライバーがステアリングホイール11から受ける操舵トルクの変化を小さくすることができ、しかもステアリングホイール11の操舵角と操舵輪WL,WRの転舵角との間に発生する位相差を最小限に抑えることができる。
【0068】
しかも第1舵角比可変機構M2が故障しても、引き続き第2舵角比可変機構M3により操舵角と転舵角との舵角比を変更できるため、低車速領域では舵角比を小さく変更してステアリングの効きを鋭くすることで車両の取り回しを容易にし、高車速領域では舵角比を大きく変更してステアリングの効きを鈍くすることで車両走行安定性を高める制御により、車両の走行状態に応じた適切な舵角比設定を引き続き行うことができる。
【0069】
また第2舵角比可変機構M3が故障しても、故障直前の舵角比がそのまま受け継がれるので、操舵トルクの変化がステアリングホイール11からドライバーに伝達されることがない。更に第2舵角比可変機構M3が故障しても第1舵角比可変機構M2が正常に機能していれば、ステアリングホイール11の中立位置と操舵輪WL,WRの中立位置との間に位相差が発生することはない。しかも第2舵角比可変機構M3が故障しても第1舵角比可変機構M2による操舵角の重畳により、故障した第2舵角比可変機構M3に代わって舵角比を変更することができる。
【0070】
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。
【0071】
例えば、操舵角伝達機構M1、第1舵角比可変機構M2および第2舵角比可変機構M3は実施例のものに限定されず、その機能を発揮し得るものであれば任意の構造のものを採用することができる。
【0072】
また実施例ではケーブル式の操舵装置を例示したが、本発明はケーブル式以外の操舵装置に対しても適用することができる。
【0073】
【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、第1舵角比可変機構による重畳後の操舵角と操舵輪の転舵角との舵角比を変更可能な第2舵角比可変機構を備えたことにより、目標とする操舵輪の転舵角を得るために第1舵角比可変機構のアクチュエータを作動させて重畳させる操舵角を小さく設定することができる。従って、万一第1舵角比可変機構が故障してアクチュエータからの操舵角の重畳が停止しても、そもそも第1舵角比可変機構のアクチュエータから重畳される操舵角が小さいため、その時点でドライバーがステアリングホイールから受ける操舵トルクの変化を小さくすることができるだけでなく、ステアリングホイールの操舵角と操舵輪の転舵角との間に発生する偏差を最小限に抑えることができる。
【0074】
しかも前記故障の発生後も、引き続き第2舵角比可変機構により操舵角と転舵角との舵角比を変更できるため、例えば低車速領域では舵角比を小さく変更してステアリングの効きを鋭くすることで車両の取り回しを容易にし、高車速領域では舵角比を大きく変更してステアリングの効きを鈍くすることで車両の走行安定性を高めるなどして、車両の走行状態に応じた適切な舵角比設定を引き続き行うことができる。
【0075】
また万一第2舵角比可変機構が故障した場合には、故障直前の舵角比をそのまま受け継ぐことにより、ドライバーがステアリングホイールから受ける操舵トルクの変化を無くすことができる。更に第2舵角比可変機構が故障しても第1舵角比可変機構が正常に機能している限り、ステアリングホイールの中立位置と操舵輪の中立位置との間に位相差が発生することはなく、しかも第1舵角比可変機構による操舵角の重畳により、故障した第2舵角比可変機構に代わって舵角比を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 車両用操舵装置の全体斜視図
【図2】 図1の2−2線拡大断面図
【図3】 図2の3−3線断面図
【図4】 操舵トルクセンサの斜視図
【図5】 操舵トルクセンサの差動トランスの回路図
【図6】 操舵トルクセンサの作用説明図
【図7】 図1の7−7線拡大断面図
【図8】 図7の8−8線断面図
【図9】 図7の9−9線断面図
【図10】 図7の10−10線断面図
【図11】 第2舵角比可変機構の分解斜視図
【図12】 図8に対応する作用説明図
【図13】 第2舵角比可変機構の作動原理を説明する図
【図14】 第2舵角比可変機構の舵角比特性線図
【図15】 制御系のブロック図
【符号の説明】
11 ステアリングホイール
13 ステアリングギヤボックス(操舵輪の転舵機構)
114 アクチュエータ
M1 操舵トルク伝達機構(駆動機構)
M2 第1舵角比可変機構
M3 第2舵角比可変機構
WL 操舵輪
WR 操舵輪[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention superimposes the steering angle on the steering operation of the driver.First rudder angle ratio variable mechanismAnd change the rudder angle ratioSecondThe present invention relates to a vehicle steering system including a steering angle ratio variable mechanism.
[0002]
[Prior art]
A variable steering angle ratio steering apparatus described in Japanese Patent No. 2866302 according to the application of the present applicant is a steering angle ratio provided between an input shaft connected to a steering wheel and an output shaft for turning a steering wheel. The variable mechanism increases the steering angle ratio (steering wheel steering angle / steering wheel turning angle) at high vehicle speeds to ensure vehicle running stability, and at low vehicle speeds to reduce the steering angle ratio to handle the vehicle. To make it easier.
[0003]
Further, in Japanese Patent No. 2992357, a clutch is provided between an input shaft connected to the steering wheel and an output shaft connected to the steering wheel, and normally the clutch is released to separate the input shaft and the output shaft, A so-called SBW (steer steering wheel) that corrects the vehicle motion by controlling the steering angle by the steering control means according to the driver's operation input so as to reduce the deviation between the normative vehicle motion state and the actual vehicle motion state. A vehicle motion characteristic correction apparatus of a (by-wire) system is described.
[0004]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-315235 provides a steering angle ratio variable mechanism having a planetary gear device between an input shaft connected to a steering wheel and an output shaft connected to a steering wheel so that a driver can perform steering operation. A SBW type power steering device is described in which a first steering motion based on the above and a second steering motion based on the operation of a servo device are superimposed and input to the steering transmission device to intervene in the steering operation of the driver. Yes.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, what is described in the above-mentioned Japanese Patent No. 2992357 is that a driver performs direct steering through a steering gear box with a predetermined steering angle ratio by engaging a clutch when the SBW system fails. However, since the steering control means performs steering with the clutch released and the input shaft and output shaft disconnected in normal times, the neutral position of the steering wheel and the neutral position of the steering wheel are There is a possibility that a large phase difference will occur between the left and right steering lock angles (the angle from the current steering wheel position to the position where the steering wheel can no longer be rotated) may become unbalanced. is there. In addition, if the SBW system fails, it is necessary to quickly engage the clutch and switch to direct steering by the driver. However, the steering torque applied to the steering wheel suddenly changes as the clutch is engaged, and the driver may feel uncomfortable. There is sex.
[0006]
Also in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-315235, when the SBW system breaks down and is switched to direct steering by the driver, a mismatch between the phase of the steering wheel and the phase of the steering wheel occurs, and the steering is again performed. Since the steering torque applied to the wheel may change suddenly, there is a problem that if the safety at the time of failure is anticipated, the range for changing the steering angle ratio cannot be set large.
[0007]
In addition, a large change in the steering angle ratio due to a failure of the SBW system has a problem that it becomes difficult to predict the amount of operation required when the driver performs the next steering operation, and is particularly familiar with vehicle motion control using a small steering angle. If the driver changes to a fixed rudder angle ratio in the event of a failure, the driver may not be immediately familiar with the steering operation, which may interfere with the steering operation.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and superimposes the steering angle on the steering operation of the driver.First rudder angle ratio variable mechanismAn object of the present invention is to minimize the occurrence of problems at the time of failure in a vehicle steering system equipped with the above.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the steering angle of the steering wheel is transmitted to the steering mechanism of the steering wheel by mechanical connection with the steering wheel.RudeThe steering angle generated by the driving mechanism and the driving force of the actuator, DrivingSuperimposed on the steering angle transmitted from the dynamic mechanismTo change the rudder angle ratioDoFirst rudder angle ratio variable mechanismAnd the steering angle ratio, which is the ratio of the superposed steering angle and the steered wheel steered angle, is changed and transmitted to the steered wheel steered mechanism.SecondThere is proposed a vehicle steering apparatus including a steering angle ratio variable mechanism.
[0010]
According to the above configuration,By the first rudder angle ratio variable mechanismThe rudder angle ratio between the steered steering angle and the steered wheel turning angle can be changed.SecondIn order to obtain the target turning angle of the steered wheels by providing the steering angle ratio variable mechanismFirst rudder angle ratio variable mechanismThe steering angle to be superimposed by actuating the actuator can be set small. Therefore, by any chanceFirst rudder angle ratio variable mechanismIf the steering angle overlaps from the actuator due to failure,First rudder angle ratio variable mechanismSince the steering angle superimposed from the actuator of the steering wheel is small, not only can the change in steering torque received by the driver from the steering wheel at that time be reduced, but also between the steering angle of the steering wheel and the turning angle of the steering wheel. Deviations that occur can be minimized.
[0011]
And even after the failure,SecondSince the steering angle ratio between the steering angle and the turning angle can be changed by the steering angle ratio variable mechanism, for example, in a low vehicle speed range, the steering angle ratio is changed to be small and the steering is sharpened to facilitate the handling of the vehicle. In the high vehicle speed range, it is possible to continue to set the appropriate steering angle ratio according to the running state of the vehicle, for example, by improving the running stability of the vehicle by greatly changing the steering angle ratio and reducing the steering effect. .
[0012]
By any chanceSecondWhen the steering angle ratio variable mechanism fails, it is possible to eliminate the change in the steering torque that the driver receives from the steering wheel by inheriting the steering angle ratio immediately before the failure as it is. MoreSecondEven if the rudder angle ratio variable mechanism breaks downFirst rudder angle ratio variable mechanismAs long as is functioning normally, there will be no phase difference between the neutral position of the steering wheel and the neutral position of the steering wheel.First rudder angle ratio variable mechanismFailure due to superposition of steering angle bySecondThe steering angle ratio can be changed in place of the steering angle ratio variable mechanism.
[0013]
According to the invention described in
[0014]
The
[0015]
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.
[0016]
1 to 15 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall perspective view of a vehicle steering apparatus, FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a perspective view of the steering torque sensor, FIG. 5 is a circuit diagram of a differential transformer of the steering torque sensor, FIG. 6 is an operation explanatory view of the steering torque sensor, and FIG. 7 is 7-7 in FIG. 8 is a sectional view taken along line 8-8 in FIG. 7, FIG. 9 is a sectional view taken along line 9-9 in FIG. 7, FIG. 10 is a sectional view taken along line 10-10 in FIG.SecondAn exploded perspective view of the steering angle ratio variable mechanism, FIG. 12 is an operation explanatory view corresponding to FIG. 8, and FIG.SecondFIG. 14 is a diagram for explaining the operating principle of the steering angle ratio variable mechanism.SecondThe steering angle ratio characteristic diagram of the steering angle ratio variable mechanism, FIG. 15 is a block diagram of the control system.
[0017]
As shown in FIG. 1, a
[0018]
As shown in FIG. 2, the
[0019]
A
[0020]
The inner periphery of the front end portion of the steering
[0021]
As is clear from FIGS. 2 and 4, the
[0022]
As shown in FIG. 5, the
[0023]
As is apparent from FIG. 2, the front end portion of the
[0024]
As apparent from FIGS. 2 and 3, the first and
[0025]
The
[0026]
As shown in FIG. 7, the driven
[0027]
A
[0028]
The upper end portion of the
[0029]
A synthetic resin driven
[0030]
The
[0031]
Next, based on FIGS.First rudder angle ratio variable mechanismExplain the structure of M2.
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
By forming the
[0035]
The
[0036]
The
[0037]
Next, based on FIG. 7, FIG. 10 and FIG.SecondThe structure of the steering angle ratio variable mechanism M3 will be described.
[0038]
A
[0039]
An
[0040]
An
[0041]
A
[0042]
Next, an outline of the structure of the control system will be described based on FIG.
[0043]
The control device 18First rudder angle ratio variable mechanismAn “active steering angle control unit” for controlling the operation of M2,SecondA “steering angle ratio variable control unit” that controls the operation of the steering angle ratio variable mechanism M3 and an “auxiliary steering torque control unit” that controls the operation of the auxiliary
[0044]
The “active steering angle control unit” includes a target active steering angle setting unit based on the steering angle of the
[0045]
The “steering angle ratio variable control unit” outputs a target steering angle ratio based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor, and based on a deviation between the target steering angle ratio and the actual steering angle ratio. The actuator control signal outputSecondA control signal for the
[0046]
The “auxiliary steering torque setting unit” outputs a target auxiliary steering torque from the target auxiliary steering torque setting unit based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor and the steering torque detected by the
[0047]
When the failure state determination unit determines a failure in the steering system, the operation of the target active steering angle setting unit, the target steering angle ratio setting unit, and the target auxiliary steering torque setting unit is stopped according to the content of the failure.
[0048]
Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
[0049]
First,First rudder angle ratio variable mechanismA case where M2 is held at the neutral position shown in FIG. 8 will be described.
[0050]
The steering torque detected by the
[0051]
When the steering torque is not input to the
[0052]
Further, when the
[0053]
As described above, when the steering torque is detected by the
[0054]
continue,First rudder angle ratio variable mechanismThe case where M2 operates will be described.
[0055]
With the driver holding the
[0056]
That is, even if the
[0057]
As described above, since the rotation of the driven
[0058]
For example, if the
[0059]
As described above, the
[0060]
When the distance between the first and second guide pulleys 109 and 111 and the driven
[0061]
next,SecondThe operation of the steering angle ratio variable mechanism M3 will be described.
[0062]
In FIG. 13, the rotation center of the
b · sin β = (b · cos β−a) · tan α
Because
α = tan-1{(B · sin β / (b · cos β-a)}
It is represented by
[0063]
When the
[0064]
Here, by changing the deviation amount a between the
[0065]
When the change in the steering angle ratio is shifted to the a0 side in FIG. 14 in the low speed traveling area, the steering effect can be sharpened to facilitate the handling of the vehicle. Conversely, in the high speed traveling area, the a2 side in FIG. If it shifts to, the effectiveness of the steering can be made dull and the vehicle stability during high speed traveling can be improved.
[0066]
As aboveFirst rudder angle ratio variable mechanismM2 andSecondBy combining the steering angle ratio variable mechanism M3, the following effects can be achieved.
[0067]
That is, the steering operation of the driver transmitted through the steering angle transmission mechanism M1 including the driving
[0068]
MoreoverFirst rudder angle ratio variable mechanismIf M2 breaks down, continueSecondSince the steering angle ratio between the steering angle and the turning angle can be changed by the steering angle ratio variable mechanism M3, the steering angle ratio is changed to be small in the low vehicle speed range to make the steering easier, In the high vehicle speed region, the steering angle ratio can be set appropriately in accordance with the traveling state of the vehicle by controlling the vehicle driving stability by changing the steering angle ratio greatly to make the steering less effective.
[0069]
AlsoSecondEven if the steering angle ratio variable mechanism M3 breaks down, the steering angle ratio immediately before the failure is inherited as it is, so that a change in steering torque is not transmitted from the
[0070]
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.
[0071]
For example, the steering angle transmission mechanism M1,First rudder angle ratio variable mechanismM2 andSecondThe steering angle ratio variable mechanism M3 is not limited to that of the embodiment, and any structure can be adopted as long as the function can be exhibited.
[0072]
Moreover, although the cable type steering device is exemplified in the embodiment, the present invention can be applied to a steering device other than the cable type.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in claim 1,By the first rudder angle ratio variable mechanismThe rudder angle ratio between the steered steering angle and the steered wheel turning angle can be changed.SecondIn order to obtain the target turning angle of the steered wheels by providing the steering angle ratio variable mechanismFirst rudder angle ratio variable mechanismThe steering angle to be superimposed by actuating the actuator can be set small. Therefore, by any chanceFirst rudder angle ratio variable mechanismIf the steering angle overlaps from the actuator due to failure,First rudder angle ratio variable mechanismSince the steering angle superimposed from the actuator of the steering wheel is small, not only can the change in steering torque received by the driver from the steering wheel at that time be reduced, but also between the steering angle of the steering wheel and the turning angle of the steering wheel. Deviations that occur can be minimized.
[0074]
And even after the failure,SecondSince the steering angle ratio between the steering angle and the turning angle can be changed by the steering angle ratio variable mechanism, for example, in a low vehicle speed range, the steering angle ratio is changed to be small and the steering is sharpened to facilitate the handling of the vehicle. In the high vehicle speed range, it is possible to continue to set the appropriate steering angle ratio according to the running state of the vehicle, for example, by improving the running stability of the vehicle by greatly changing the steering angle ratio and reducing the steering effect. .
[0075]
By any chanceSecondWhen the steering angle ratio variable mechanism fails, it is possible to eliminate the change in the steering torque that the driver receives from the steering wheel by inheriting the steering angle ratio immediately before the failure as it is. MoreSecondEven if the rudder angle ratio variable mechanism breaks downFirst rudder angle ratio variable mechanismAs long as is functioning normally, there will be no phase difference between the neutral position of the steering wheel and the neutral position of the steering wheel.First rudder angle ratio variable mechanismFailure due to superposition of steering angle bySecondThe steering angle ratio can be changed in place of the steering angle ratio variable mechanism.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall perspective view of a vehicle steering system.
FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line 2-2 in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG.
FIG. 4 is a perspective view of a steering torque sensor.
FIG. 5 is a circuit diagram of a differential transformer of a steering torque sensor.
FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the steering torque sensor.
7 is an enlarged sectional view taken along line 7-7 in FIG.
8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 in FIG.
9 is a sectional view taken along line 9-9 in FIG.
10 is a sectional view taken along line 10-10 in FIG.
FIG. 11SecondDisassembled perspective view of rudder angle ratio variable mechanism
12 is a diagram for explaining the operation corresponding to FIG.
FIG. 13SecondThe figure explaining the operation principle of a rudder angle ratio variable mechanism
FIG. 14SecondRudder angle ratio characteristic diagram of the rudder angle ratio variable mechanism
FIG. 15 is a block diagram of a control system.
[Explanation of symbols]
11 Steering wheel
13 Steering gearbox (steering wheel steering mechanism)
114 Actuator
M1 steering torque transmission mechanism(WDMechanism)
M2First rudder angle ratio variable mechanism
M3SecondSteering angle ratio variable mechanism
WL Steering wheel
WR steering wheel
Claims (2)
アクチュエータ(114)の駆動力により発生する操舵角を、駆動機構(M1)から伝達される操舵角に重畳して舵角比を変更する第1舵角比可変機構(M2)と、
前記重畳後の操舵角と操舵輪(WL,WR)の転舵角との比である舵角比を変更して操舵輪(WL,WR)の転舵機構(13)に伝達する第2舵角比可変機構(M3)と、
を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。The steering angle of the steering wheel (11), a steering wheel (11) and of the mechanical coupling by the steering wheel (WL, WR) drive kinematic mechanism you transmitted to the steering mechanism (13) of the (M1),
A steering angle generated by the driving force of the actuator (114), the first steering ratio varying mechanism superimposed on the steering angle transmitted from drive kinematic mechanism (M1) to change the steering ratio and (M2),
Second steering for transmitting the steering angle and the steering wheel after superposition (WL, WR) steered wheel to change the steering angle ratio is the ratio of the steering angle of (WL, WR) on the steering mechanism (13) Angle ratio variable mechanism (M3),
A vehicle steering apparatus comprising:
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