JP7117268B2 - Vehicle driving training device - Google Patents

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Description

この発明は車両用運転訓練装置に関する。 The present invention relates to a vehicle driving training device.

車両用運転訓練装置は、訓練生に実車に類似した操舵感を与えるほど臨場感を向上させることができ、運転技術の習得の励みとなって望ましい。その点で下記の特許文献1記載の技術において、ステアリングシャフトの回りに配置された中空の電動モータの出力によってステアリングホイールに実車に類似した操舵反力を与えるようにした構成が提案されている。 The driving training device for a vehicle can improve the sense of realism to the extent that it gives trainees a feeling of steering similar to that of an actual vehicle, which is desirable as an encouragement for mastering driving skills. In this regard, the technology described in Patent Document 1 below proposes a configuration in which a steering reaction force similar to that of an actual vehicle is applied to the steering wheel by the output of a hollow electric motor arranged around the steering shaft.

特開平11-126018号公報JP-A-11-126018

特許文献1記載の技術は上記のように電動モータによって操舵反力を付与しているが、ステアリングホイールの回転操作によるステアリングシャフトの左右の回転のときに原点位置付近でのギアのバックラッシュに起因するガタツキが防止されていないため、実車の操舵感を十分に得られない不都合があった。 The technique described in Patent Document 1 applies the steering reaction force by the electric motor as described above. Since the rattling is not prevented, there is a problem that the steering feeling of the actual vehicle cannot be sufficiently obtained.

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、ステアリングシャフトの左右の操舵方向の操舵に摩擦力を付与することで一層実車に類似した操舵感を与えるようにした車両用運転訓練装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems and to provide a driving training device for a vehicle, which gives a steering feeling more similar to that of a real vehicle by applying a frictional force to the steering in the left and right steering directions of the steering shaft. to do.

上記の目的を達成するために、この発明にあっては、ステアリングホイールに連結されるステアリングシャフトと、前記ステアリングホイールの回転操作によるステアリングシャフトの左右の操舵方向の操舵範囲を規制する操舵範囲規制機構と、前記ステアリングシャフトの左右の操舵方向に対向する方向に操舵反力を付与可能な電動モータとからなる車両用運転訓練装置において、前記ステアリングシャフトの左右の操舵方向の操舵に摩擦力を付与可能な摩擦力付与機構を備え、前記操舵範囲規制機構は、前記ステアリングシャフトと平行に配置され、前記ステアリングシャフトに第1ギアを介して連結されるストッパシャフトと、前記ストッパシャフトの回転に応じて軸方向に移動可能に前記ストッパシャフトに取り付けられるナットと、前記ストッパシャフトの付近から前記ナットの両側に前記ナットに当接可能に突設される少なくとも2個のストッパとを有し、前記摩擦力付与機構は、前記ナットに取付板を介して取り付けられるボールプランジャからなり、前記ボールプランジャは、ボールがケース部材の内壁面に接触することで、前記ストッパシャフトが前記ステアリングシャフト側に押圧されるように前記取付板に取り付けられ、前記ボールプランジャに押圧される前記ストッパシャフトを前記第1ギアを介して前記ステアリングシャフトに押圧させて、前記ステアリングシャフトに摩擦力を付与する如く構成した。

In order to achieve the above object, the present invention provides a steering shaft connected to a steering wheel, and a steering range restricting mechanism for restricting the steering range in the left and right steering directions of the steering shaft by rotating the steering wheel. and an electric motor capable of applying a steering reaction force in directions opposite to the left and right steering directions of the steering shaft. The steering range restricting mechanism includes a stopper shaft arranged parallel to the steering shaft and connected to the steering shaft via a first gear; a nut attached to the stopper shaft so as to be movable in a direction; The mechanism consists of a ball plunger attached to the nut via a mounting plate, and the ball plunger presses the stopper shaft toward the steering shaft when the ball comes into contact with the inner wall surface of the case member. The stopper shaft, which is attached to the mounting plate and is pressed by the ball plunger, is pressed against the steering shaft via the first gear to apply a frictional force to the steering shaft .

この発明の実施形態に係る車両用運転訓練装置の側面図である。1 is a side view of a vehicle driving training device according to an embodiment of the present invention; FIG. 図1装置の電子制御ユニットの構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of an electronic control unit of the apparatus in FIG. 1; 図1装置のステアリングシャフトのステアリングギアボックスの縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the steering gear box of the steering shaft of the device of FIG. 1; 図3のステアリングギアボックスを図で右側から見たときの側面図である。FIG. 4 is a side view of the steering gear box of FIG. 3 as seen from the right side of the drawing; 図4のステアリングギアボックスを図で下方から見たときの側面面である。5 is a side surface of the steering gear box of FIG. 4 as viewed from below; FIG. 図5のVI-VI線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 5; 図4のステアリングギアボックスをVII-VII線に沿って展開して示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the steering gear box of FIG. 4 developed along line VII-VII; 図3のステアリングシャフトの戻しトルクとギアバックラッシュ範囲を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a return torque of the steering shaft in FIG. 3 and a range of gear backlash; 図3のステアリングシャフトの回転角に対する戻しトルクの特性を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the characteristics of return torque with respect to the rotation angle of the steering shaft shown in FIG. 3; 図3のステアリングシャフトの車速に対する車速応動トルクの特性を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the characteristics of the vehicle speed response torque of the steering shaft of FIG. 3 with respect to the vehicle speed; 図1装置のブレーキペダル付近のブレーキ反力発生機構の縦断面図である。1. It is a longitudinal cross-sectional view of the brake reaction force generation mechanism near the brake pedal of the apparatus of FIG. 図11のブレーキ反力発生機構の要部拡大図である。FIG. 12 is an enlarged view of a main portion of the brake reaction force generating mechanism of FIG. 11; 図1装置のATレバーセレクト機構の側面図である。FIG. 2 is a side view of the AT lever select mechanism of the device of FIG. 1; 図13のATレバーセレクト機構の要部断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of the main part of the AT lever select mechanism of FIG. 13;

以下、添付図面に即してこの発明に係る車両用運転訓練装置を実施するための形態について説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments for carrying out a vehicle driving training device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1はその車両用運転訓練装置の側面図、図2は図1装置の電子制御ユニットの構成を示す概略図、図3は図1装置のステアリングギアボックスの縦断面図、図4は図3のステアリングギアボックスを図で右側から見たときの側面図、図5は図4のステアリングギアボックスを図で下方から見たときの側面図、図6は図5のVI-VI線断面図で、図7は図4のステアリングギアボックスをVII-VII線に沿って展開して示す断面図である。 1 is a side view of the vehicle driving training device, FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the electronic control unit of the device of FIG. 1, FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the steering gear box of the device of FIG. 1, and FIG. 5 is a side view of the steering gear box of FIG. 4 when viewed from the right side in the figure, FIG. 6 is a sectional view along the line VI-VI of FIG. 7 is a cross-sectional view showing the steering gear box of FIG. 4 developed along line VII--VII.

図示の如く、実施形態に係る車両用運転訓練装置10は、訓練生(図示せず)が着座可能なシート12の付近に配置されるステアリングホイール14に連結されるステアリングシャフト16と、ステアリングホイール14の回転操作によるステアリングシャフト16の左右の操舵方向の操舵範囲を規制する操舵範囲規制機構20と、ステアリングシャフト16の左右の操舵方向に対向する方向に操舵反力を付与可能な電動モータ22とを備えると共に、ステアリングシャフト16の左右の操舵方向の操舵に摩擦力を付与可能な摩擦力付与機構24を備える。車両用運転訓練装置10は、例えば自動車教習所の一室の床面Fの上に載置される。 As shown, the vehicle driving training device 10 according to the embodiment includes a steering shaft 16 connected to a steering wheel 14 arranged near a seat 12 on which a trainee (not shown) can sit, and a steering wheel 14 A steering range restricting mechanism 20 that restricts the steering range in the left and right steering directions of the steering shaft 16 by rotating the steering shaft 16, and an electric motor 22 that can apply a steering reaction force in a direction opposite to the left and right steering directions of the steering shaft 16. A frictional force applying mechanism 24 capable of applying a frictional force to the steering in the left and right steering directions of the steering shaft 16 is provided. The vehicle driving training device 10 is placed, for example, on the floor surface F of a room in a driving school.

ステアリングホイール14はシート12の付近に訓練生が操作(回転)可能なように配置されると共に、ステアリングホイール14に連結されるステアリングシャフト16は図1に示すようにテアリングコラムとして機能するステアリングギアボックス26内に収容される。 A steering wheel 14 is arranged near the seat 12 so as to be operable (rotatable) by the trainee, and a steering shaft 16 connected to the steering wheel 14 is a steering gear box that functions as a steering column as shown in FIG. 26.

図3から図7に示す如く、ステアリングギアボックス26において、操舵範囲規制機構20は、ステアリングシャフト16にギア16aと第1ギア(ストッパシャフトギア)20aを介して連結されるストッパシャフト20bと、ストッパシャフト20bに取り付けられるナット20cと、ストッパシャフト20bの付近からナット20cの両側にナット20cに当接可能にステアリングギアボックス26の壁面から突設される少なくとも2個のストッパ20dとからなる。 As shown in FIGS. 3 to 7, in the steering gear box 26, the steering range restricting mechanism 20 includes a stopper shaft 20b connected to the steering shaft 16 via a gear 16a and a first gear (stopper shaft gear) 20a, a stopper It consists of a nut 20c attached to the shaft 20b and at least two stoppers 20d projecting from the wall surface of the steering gear box 26 from the vicinity of the stopper shaft 20b so as to contact the nut 20c on both sides of the nut 20c.

ナット20cは、図3と図6などに示すように矩形状(方形状)を呈し、両側のストッパ20dに当接することでステアリングシャフト16の左右の操舵方向の操舵範囲(左右それぞれ2.5回転)においてストッパ20dの中間位置、即ち、ステアリングシャフト16の原点位置(左右回転の中心位置。図8のθ0)に相当する位置に配置される。 As shown in FIGS. 3 and 6, the nut 20c has a rectangular shape (square shape), and abuts on the stoppers 20d on both sides, so that the steering range of the steering shaft 16 in the left and right steering directions (2.5 rotations each to the left and right) is increased. ) of the stopper 20d, that is, at a position corresponding to the origin position of the steering shaft 16 (central position of left-right rotation, θ0 in FIG. 8).

また、ナット20cはボルト20c1を介してプランジャ取付板24aに固定され、プランジャ取付板24aには摩擦力付与機構24が設けられる。摩擦力付与機構24はボールプランジャ24bからなる。 The nut 20c is fixed to the plunger mounting plate 24a via the bolt 20c1, and the plunger mounting plate 24a is provided with the frictional force imparting mechanism 24. As shown in FIG. The frictional force applying mechanism 24 consists of a ball plunger 24b.

ボールプランジャ24bは、筒状のプランジャ本体24b1とプランジャ本体24b1の先端に配置されるボール24b2と、プランジャ本体24b1の内部に収容されてボール24b2を外方に付勢するスプリング(図示せず)からなる公知の形状を備え、プランジャ取付板24aにナット24b3で取り付けられる。 The ball plunger 24b comprises a cylindrical plunger body 24b1, a ball 24b2 arranged at the tip of the plunger body 24b1, and a spring (not shown) housed inside the plunger body 24b1 and biasing the ball 24b2 outward. and is attached to the plunger mounting plate 24a with a nut 24b3.

電動モータ22はDCモータなどからなると共に、ステアリングシャフト16のギア16aに第2ギア(モータギア)22aを介して連結される。即ち、図4と図7などに示す如く、ステアリングギアボックス26においてステアリングシャフト16には第2ギア(モータギア)22aを介して連結される電動モータ22と、第1ギア(ストッパシャフトギア)20aを介して連結されるストッパシャフト20bとが平行して配置される。 The electric motor 22 is composed of a DC motor or the like, and is connected to the gear 16a of the steering shaft 16 via a second gear (motor gear) 22a. That is, as shown in FIGS. 4 and 7, the steering gear box 26 includes an electric motor 22 connected to the steering shaft 16 via a second gear (motor gear) 22a, and a first gear (stopper shaft gear) 20a. The stopper shaft 20b connected via the shaft is arranged in parallel.

プランジャ本体24c1はより詳しくは、図5などに示す如く、ステアリングシャフト16(ストッパシャフト20b)の軸方向において取付板24aの中央位置で、かつナット20cがストッパ20dの中央に位置するときにナット20cの中央位置、換言すればプランジャ本体24b1が、ステアリングシャフト16が原点位置(左右回転の中心位置。θ0)に相当する位置となるように、取付板24aに取り付けられる。 More specifically, as shown in FIG. 5, the plunger body 24c1 is positioned at the center of the mounting plate 24a in the axial direction of the steering shaft 16 (stopper shaft 20b), and the nut 20c is positioned at the center of the stopper 20d. , in other words, the plunger body 24b1 is attached to the mounting plate 24a so that the steering shaft 16 is at a position corresponding to the origin position (central position of left-right rotation: .theta.0).

図3などに示す如く、プランジャ本体24b1は他端において取付板24aにナット24b3で取り付けられ、スプリングで付勢されるボール24b2がステアリングギアボックス26の内壁面に接触することで、ステアリングシャフト16はナット20cがストッパ20dの間を移動する間は摩擦力を与えられ、第1ギア20aと第2ギア22aなどのバックラッシュによるステアリングシャフト16のガタツキを防止する。 As shown in FIG. 3, the other end of the plunger main body 24b1 is attached to the mounting plate 24a with a nut 24b3. While the nut 20c is moving between the stoppers 20d, a frictional force is applied to prevent the steering shaft 16 from rattling due to the backlash of the first gear 20a and the second gear 22a.

電動モータ22は後述のように動作させられるとき、第2ギア22aとギア16aを介してステアリングシャフト16に、左右の操舵方向に対向する方向に操舵反力を付与する。電動モータ22の一端にはステアリングシャフト16の回転角を検出する、ロータリエンコーダからなる回転角センサ30が取り付けられる。 When the electric motor 22 is operated as described later, the electric motor 22 applies a steering reaction force to the steering shaft 16 via the second gear 22a and the gear 16a in directions opposite to the left and right steering directions. A rotation angle sensor 30 consisting of a rotary encoder is attached to one end of the electric motor 22 to detect the rotation angle of the steering shaft 16 .

図1に示す如く、ステアリングシャフト16を収容するステアリングギアボックス26の先端付近には訓練生が操作可能なアクセルペダル32とブレーキペダル34が配置される。 As shown in FIG. 1, an accelerator pedal 32 and a brake pedal 34 that can be operated by the trainee are arranged near the tip of a steering gear box 26 that houses the steering shaft 16 .

図1と図2に示す如く、車両用運転訓練装置10は回転角センサ30などの検出値に基づいて電動モータ22の操舵反力を制御する電子制御ユニット(Electronic Control Unit。以下「ECU」という)36を備える。詳細な図示は省略するが、ECU36はマイクロプロセッサ(CPU)とメモリ(ROM,RAMなど)を有するマイクロコンピュータから構成される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle driving training device 10 is an electronic control unit (hereinafter referred to as "ECU") that controls the steering reaction force of the electric motor 22 based on the values detected by the rotation angle sensor 30 and the like. ) 36. Although not shown in detail, the ECU 36 is composed of a microcomputer having a microprocessor (CPU) and memory (ROM, RAM, etc.).

訓練生はステアリングギアボックス26の上方に配置されるモニタ40(図1)に映し出される走行状況を示す画像を見ながら、ステアリングホイール14を操舵しつつ、必要に応じてアクセルペダル32とブレーキペダル34を操作する。ECU36のメモリには運転訓練シミュレータが内蔵されており、モニタ40の映像はECU36の運転訓練シミュレータに従って出力される。 While watching the image showing the driving situation displayed on the monitor 40 (FIG. 1) arranged above the steering gear box 26, the trainee steers the steering wheel 14 and, if necessary, presses the accelerator pedal 32 and the brake pedal 34. to operate. A driving training simulator is built in the memory of the ECU 36, and the image on the monitor 40 is output according to the driving training simulator of the ECU 36.

図2に示す如く、ECU36は、訓練生によるアクセルペダル32とブレーキペダル34の操作に応じて車速(仮想的な車速)を演算する車速演算部36aと、検出されたステアリングシャフト16の回転角に基づいてステアリングシャフト16を原点位置に戻そうとする戻しトルクを演算すると共に、車速演算部36aで演算された車速に基づいて車速応動トルクを演算するトルク演算部36bを備える(換言すれば、ECU36のマイクロプロセッサがメモリに格納された命令に従って車速演算部36aとトルク演算部36bとして機能する)。 As shown in FIG. 2, the ECU 36 includes a vehicle speed calculation unit 36a that calculates a vehicle speed (virtual vehicle speed) according to the trainee's operation of the accelerator pedal 32 and the brake pedal 34, and a rotation angle of the steering shaft 16 that is detected. A torque calculation unit 36b calculates a return torque for returning the steering shaft 16 to the origin position based on the control unit 36a, and calculates a vehicle speed response torque based on the vehicle speed calculated by the vehicle speed calculation unit 36a (in other words, the ECU 36 functions as a vehicle speed calculation unit 36a and a torque calculation unit 36b according to instructions stored in the memory).

ECU36は、トルク演算部36bで演算された戻しトルクと車速応動トルクとから電動モータ22の操舵反力を制御する。図8はステアリングシャフト16の戻しトルクとギアバックラッシュ範囲を示す説明図、図9はステアリングシャフト16の回転角に対する戻しトルクTmの特性を示す説明図、図10はステアリングシャフト16の車速に対する車速応動トルクTm1の特性を示す説明図である。 The ECU 36 controls the steering reaction force of the electric motor 22 based on the return torque calculated by the torque calculator 36b and the vehicle speed response torque. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the return torque of the steering shaft 16 and the gear backlash range, FIG. 9 is an explanatory diagram showing the characteristics of the return torque Tm with respect to the rotation angle of the steering shaft 16, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing characteristics of torque Tm1;

トルク演算部36bは、図9の特性に基づき、戻しトルクTmを、検出されたステアリングシャフト16の回転角が所定角度(例えば30度)に達するまでは検出されたステアリングシャフト16の回転角が増加するにつれて増加すると共に、所定角度に達した後は一定となるように演算する。 The torque calculation unit 36b calculates the return torque Tm based on the characteristics shown in FIG. It is calculated so that it increases as it increases and becomes constant after reaching a predetermined angle.

また、トルク演算部36bは、図10の特性に基づき、車速応動トルクTm1を、演算された車速が所定車速V1に達するまでは演算された車速が増加するにつれて増加する第1の特性aに従って演算すると共に、所定速度に達した後は第1の特性aよりも増加率の小さい第2の特性bに従って演算する。 10, the torque calculation unit 36b calculates the vehicle speed response torque Tm1 according to a first characteristic a that increases as the calculated vehicle speed increases until the calculated vehicle speed reaches a predetermined vehicle speed V1. At the same time, after reaching the predetermined speed, calculation is performed according to the second characteristic b, which has a smaller rate of increase than the first characteristic a.

上記に基づき、ECU36は、トルク演算部36bで演算された戻しトルクTmと車速応動トルクTm1とに基づいてステアリングシャフト16が原点位置(図8のθ0)に復帰する操舵反力を生じるように電動モータ22の動作を制御する。尚、ECU36はステアリングシャフト16の回転が図8に示す所定の回転範囲(ギアバックラッシュ範囲)θにあるときは操舵反力を生じないように電動モータ22の動作を制御する。 Based on the above, the ECU 36 controls the steering shaft 16 to generate a steering reaction force that returns the steering shaft 16 to the origin position (θ0 in FIG. 8) based on the return torque Tm calculated by the torque calculation unit 36b and the vehicle speed response torque Tm1. It controls the operation of motor 22 . The ECU 36 controls the operation of the electric motor 22 so as not to generate a steering reaction force when the rotation of the steering shaft 16 is within a predetermined rotation range (gear backlash range) .theta. shown in FIG.

図1の説明に戻ると、車両用運転訓練装置10は、ブレーキペダル34の操作に応じて反力を発生するブレーキ反力発生機構44を備える。 Returning to the description of FIG. 1 , the vehicle driving training device 10 includes a brake reaction force generating mechanism 44 that generates a reaction force according to the operation of the brake pedal 34 .

図11は図1装置のブレーキ反力発生機構44の縦断面図、図12は図11のブレーキ反力発生機構44の要部拡大図である。 11 is a vertical cross-sectional view of the brake reaction force generating mechanism 44 of FIG. 1, and FIG. 12 is an enlarged view of a main portion of the brake reaction force generating mechanism 44 of FIG.

図示の如く、ブレーキ反力発生機構44は、ブレーキペダル34に連結されるピストン44aとピストン44aを摺動自在に収容するシリンダ44bとを備えると共に、ピストン44aとシリンダ44bの底面44b1との間に荷重の異なる複数個のばね44c(具体的には2個のばね(圧縮コイルばね)44c1,44c2)とショックアブソーバ44dとを介挿して構成される。ピストン44aはシリンダ44bの付近で径大なピストン板44a1が形成され、ピストン板44a1がシリンダ内に摺動自在に収容される。 As shown, the brake reaction force generating mechanism 44 includes a piston 44a connected to the brake pedal 34 and a cylinder 44b that slidably accommodates the piston 44a. A plurality of springs 44c having different loads (specifically, two springs (compression coil springs) 44c1 and 44c2) and a shock absorber 44d are interposed. A piston plate 44a1 having a large diameter is formed in the vicinity of the cylinder 44b of the piston 44a, and the piston plate 44a1 is slidably accommodated in the cylinder.

ショックアブソーバ44dには鍔状の仕切板44d1が取り付けられる。具体的には仕切板44d1は中央に貫通孔が穿設され、ショックアブソーバ44dがその貫通孔に挿通されることでショックアブソーバ44dに仕切板44d1が取り付けられるように構成される。 A brim-shaped partition plate 44d1 is attached to the shock absorber 44d. Specifically, the partition plate 44d1 is formed with a through hole in the center, and the partition plate 44d1 is attached to the shock absorber 44d by inserting the shock absorber 44d into the through hole.

2個のばね(圧縮コイルばね)は、ピストン44aとショックアブソーバ44dの仕切板44d1との間に介挿される低荷重ばね44c1と、ショックアブソーバ44dの仕切板44d1とシリンダ44bの底面44b1との間に介挿される高荷重ばね44c2とからなる。 Two springs (compression coil springs) are a low-load spring 44c1 interposed between the piston 44a and the partition plate 44d1 of the shock absorber 44d, and another between the partition plate 44d1 of the shock absorber 44d and the bottom surface 44b1 of the cylinder 44b. and a high-load spring 44c2 inserted in the .

ショックアブソーバ44dは、詳細な図示は省略するが、内部に圧油が充填されたシリンダ内に摺動自在に収容されるピストンからなる油圧式のショックアブソーバからなる。 Although not shown in detail, the shock absorber 44d is a hydraulic shock absorber composed of a piston slidably accommodated in a cylinder filled with pressurized oil.

これにより、図12に示す如く、ブレーキ反力発生機構44は、ピストン44aが訓練生のブレーキペダル34の踏み込みに応じて低荷重ばね44c1に当接する位置まで移動して低荷重ばね44c1の反力を発生する第1領域(A領域)と、ショックアブソーバ44dの端部44d2に当接する位置まで移動して低荷重ばね44c1とショックアブソーバ44dとによる反力を発生する第2領域(B領域)と、ショックアブソーバ44dを押圧してショックアブソーバ44dの仕切板44d1が高荷重ばね44c2に当接する位置まで移動して前記高荷重ばね44c2の反力を発生する第3領域(C領域)の間で反力を発生するように構成される。 As a result, as shown in FIG. 12, the brake reaction force generating mechanism 44 moves to a position where the piston 44a comes into contact with the low load spring 44c1 in response to the trainee's stepping on the brake pedal 34, thereby generating the reaction force of the low load spring 44c1. and a second region (B region) in which the reaction force is generated by the low load spring 44c1 and the shock absorber 44d by moving to a position where it contacts the end 44d2 of the shock absorber 44d. , the shock absorber 44d is pushed and the partition plate 44d1 of the shock absorber 44d moves to a position where it abuts against the high load spring 44c2 to generate the reaction force of the high load spring 44c2. configured to generate force.

A領域は低荷重ばね44c1の反力だけでブレーキペダル34の遊び部分を表現し、B領域は低荷重ばね44c1とショックアブソーバ44dの油圧ブレーキの反力を表現し、C領域はショックアブソーバ44dの仕切板44d1が高荷重ばね44c2に突き当たり、さらに踏み込む荷重を表現することができる。 Region A expresses the play portion of the brake pedal 34 only by the reaction force of the low load spring 44c1, Region B expresses the reaction force of the hydraulic brake of the low load spring 44c1 and the shock absorber 44d, and Region C expresses the reaction force of the shock absorber 44d. The partition plate 44d1 hits the high-load spring 44c2 and further stepping load can be expressed.

上記した構成により、ブレーキ反力発生機構44は、実車と同様の作動力(踏み込み荷重)を実現することができる。 With the above-described configuration, the brake reaction force generating mechanism 44 can realize the same actuation force (depression load) as that of the actual vehicle.

図1の説明に戻ると、車両用運転訓練装置10は、訓練生のセレクトレバー52の操作に応じてポジションをセレクトするATレバーセレクト機構50を備える。 Returning to the description of FIG. 1, the vehicle driving training device 10 includes an AT lever select mechanism 50 that selects a position according to the operation of a select lever 52 by a trainee.

図13は図1装置のATレバーセレクト機構50が連結されるATセレクトレバー52などの側面図、図14はATレバーセレクト機構50の要部断面図である。 13 is a side view of the AT select lever 52 to which the AT lever select mechanism 50 of the device of FIG. 1 is connected, and FIG.

図13と図14を参照して説明すると、ATレバーセレクト機構50は、セレクトレバー52に連結されると共に、S-D-N-R-Pを少なくとも含むポジションに応じた溝50a1が複数個形成された伝達バー50aと、荷重設定機構50bとからなり、荷重設定機構50bは、伝達バー50aを球面ワッシャ50b1とスプリング50b2で押圧すると共に、スプリング50b2の荷重を調整可能な調整部50b3を備える。 13 and 14, the AT lever select mechanism 50 is connected to a select lever 52 and has a plurality of grooves 50a1 corresponding to positions including at least SDNRP. and a load setting mechanism 50b. The load setting mechanism 50b presses the transmission bar 50a with a spherical washer 50b1 and a spring 50b2, and has an adjusting portion 50b3 capable of adjusting the load of the spring 50b2.

図14に示す如く、調整部50b3は、球面ワッシャ50b1とスプリング50b2と伝達バー50aを貫通する長尺のダブルボルト50b31と、ダブルボルト50b31にネジ止めされるナット50b32からなり、ナット50b32のネジ止め位置を図14で上下方向に変更することで、伝達バー5aの押圧力を調整可能に構成される。 As shown in FIG. 14, the adjusting portion 50b3 comprises a spherical washer 50b1, a spring 50b2, an elongated double bolt 50b31 passing through the transmission bar 50a, and a nut 50b32 screwed to the double bolt 50b31. By changing the position in the vertical direction in FIG. 14, the pressing force of the transmission bar 5a can be adjusted.

ここで、図14に示す如く、荷重設定機構50bにおいて球面ワッシャ50b1は、そその球面側を伝達バー50aの溝50a1に当接するようにダブルボルト50b31に取り付けられる。これにより、伝達バー50aがセレクトレバー52の操作に応じて図14で左右方向に移動させられるとき、球面ワッシャ50b1が溝50a1を乗り越える際、伝達バー50aは図14で上方に持ち上げられる。このとき荷重設定機構50bの調整部50b3のナット52b32のネジ止め位置を調整することで、実車と同様の作動力(操作荷重)を実現することができる。 Here, as shown in FIG. 14, in the load setting mechanism 50b, the spherical washer 50b1 is attached to the double bolt 50b31 so that its spherical side abuts against the groove 50a1 of the transmission bar 50a. 14 in accordance with the operation of the select lever 52, the transmission bar 50a is lifted upward in FIG. 14 when the spherical washer 50b1 gets over the groove 50a1. At this time, by adjusting the screwing position of the nut 52b32 of the adjusting portion 50b3 of the load setting mechanism 50b, it is possible to realize the same actuation force (operation load) as that of the actual vehicle.

また、伝達バー50aはセレクトレバー52に連結されると共に、一端においてセレクトされたポジションに対応する位置信号を出力するアナログセンサ54が取り付けられる。ポジションは、S-D-N-R-Pを少なくとも含むように構成される。アナログセンサ54は取付ピン56を介してセレクトレバー52に連結される。 Further, the transmission bar 50a is connected to a select lever 52 and has an analog sensor 54 attached at one end thereof for outputting a position signal corresponding to the selected position. The position is configured to include at least SDNRP. Analog sensor 54 is connected to select lever 52 via mounting pin 56 .

アナログセンサ54は図2に示すECU36に出力され、ECU36のメモリに内蔵される運転訓練シミュレータで運転訓練が実施される。 Analog sensor 54 is output to ECU 36 shown in FIG.

上記した如く、この実施形態にあっては、ステアリングホイール14に連結されるステアリングシャフト16と、前記ステアリングホイール14の回転操作によるステアリングシャフト16の左右の操舵方向の操舵範囲を規制する操舵範囲規制機構20と、前記ステアリングシャフト16の左右の操舵方向に対向する方向に操舵反力を付与可能な電動モータ22とからなる車両用運転訓練装置10において、前記ステアリングシャフト16の左右の操舵方向の操舵に摩擦力を付与可能な摩擦力付与機構24を備える如く構成したので、ステアリングシャフトの左右の操舵方向の操舵に摩擦力を付与することができて訓練生に一層実車に類似した操舵感を与えることができる。 As described above, in this embodiment, the steering shaft 16 connected to the steering wheel 14 and the steering range restricting mechanism for restricting the steering range in the left and right steering directions of the steering shaft 16 by rotating the steering wheel 14. 20 and an electric motor 22 capable of imparting a steering reaction force in directions opposite to the left and right steering directions of the steering shaft 16. Since the frictional force imparting mechanism 24 capable of imparting the frictional force is provided, the frictional force can be imparted to the steering in the left and right steering directions of the steering shaft to give the trainee a feeling of steering more similar to that of an actual vehicle. can be done.

また、前記操舵範囲規制機構20は、前記ステアリングシャフト16に第1ギア20aを介して連結されるストッパシャフト20bと、前記ストッパシャフト20bに取り付けられるナット20cと、前記ストッパシャフト20bの付近から前記ナット20cの両側に前記ナット20cに当接可能に突設される少なくとも2個のストッパ20dとからなる如く構成したので、上記した効果に加え、簡易な構造でありながら、ステアリングシャフト16の左右の操舵方向の操舵範囲を確実に規制することができる。 The steering range restricting mechanism 20 includes a stopper shaft 20b connected to the steering shaft 16 via a first gear 20a, a nut 20c attached to the stopper shaft 20b, and a nut 20c extending from the vicinity of the stopper shaft 20b. At least two stoppers 20d protrude from both sides of the nut 20c so as to contact the nut 20c. The directional steering range can be reliably regulated.

また、前記電動モータ22は前記ステアリングシャフト16に第2ギア22aを介して連結される如く構成したので、上記した効果に加え、装置としてコンパクトにすることができる。 Further, since the electric motor 22 is connected to the steering shaft 16 via the second gear 22a, the apparatus can be made compact in addition to the above effects.

また、前記摩擦力付与機構24は、前記ナット20cに取付板24aを介して取り付けられるボールプランジャ24bからなる如く構成したので、上記した効果に加え、簡易な構造でありながら、ステアリングシャフト16の左右の操舵方向の操舵に摩擦力を付与することができて原点位置付近での第1ギア20aと第2ギア22aのバックラッシュによるガタツキを防止することができる。 Further, since the frictional force imparting mechanism 24 is composed of the ball plunger 24b attached to the nut 20c via the mounting plate 24a, in addition to the above-described effects, the structure is simple and the left and right of the steering shaft 16 can be easily moved. Frictional force can be applied to the steering in the steering direction, and rattling due to backlash between the first gear 20a and the second gear 22a near the origin position can be prevented.

尚、上記において、車両用運転訓練装置10は一例であり、シートに加えて車体を追加するなど種々変形することが可能である。 In the above description, the vehicle driving training device 10 is merely an example, and various modifications such as adding a vehicle body in addition to the seat are possible.

10 車両用運転訓練装置、12 シート、14 ステアリングホイール、16 ステアリングシャフト、20 操舵範囲規制機構、20a 第1ギア、20b ストッパシャフト、20c ナット、20d ストッパ、22 電動モータ、22a 第2ギア、24 摩擦力付与機構、24a 取付板、24b ボールプランジャ、24b1 プランジャ本体、24b2 ボール、24b3 ナット、26 ステアリングギアボックス(ステアリングコラム)、30 回転角センサ、32 アクセルペダル、34 ブレーキペダル、36 電子制御ユニット(ECU)、36a 車速演算部、36b トルク演算部、40 モニタ、44 ブレーキ反力発生機構、44a ピストン、44b シリンダ、44c,44c1,44c2 ばね、44d ショックアブソーバ、44d1 仕切板、44d2 端部、50 ATレバーセレクト機構、50a 伝達バー、50b 荷重設定機構、50b1 球面ワッシャ、50b2 スプリング、50b3 調整部、50b31 ダブルボルト、50b32 ナット、52 セレクトレバー、54 アナログセンサ 10 vehicle driving training device, 12 seat, 14 steering wheel, 16 steering shaft, 20 steering range restriction mechanism, 20a first gear, 20b stopper shaft, 20c nut, 20d stopper, 22 electric motor, 22a second gear, 24 friction force applying mechanism, 24a mounting plate, 24b ball plunger, 24b1 plunger body, 24b2 ball, 24b3 nut, 26 steering gear box (steering column), 30 rotation angle sensor, 32 accelerator pedal, 34 brake pedal, 36 electronic control unit (ECU ), 36a vehicle speed calculation unit, 36b torque calculation unit, 40 monitor, 44 brake reaction force generation mechanism, 44a piston, 44b cylinder, 44c, 44c1, 44c2 spring, 44d shock absorber, 44d1 partition plate, 44d2 end, 50 AT lever Select mechanism, 50a transmission bar, 50b load setting mechanism, 50b1 spherical washer, 50b2 spring, 50b3 adjustment part, 50b31 double bolt, 50b32 nut, 52 select lever, 54 analog sensor

Claims (2)

ステアリングホイールに連結されるステアリングシャフトと、
前記ステアリングホイールの回転操作によるステアリングシャフトの左右の操舵方向の操舵範囲を規制する操舵範囲規制機構と、
前記ステアリングシャフトの左右の操舵方向に対向する方向に操舵反力を付与可能な電動モータと、
からなる車両用運転訓練装置において、
前記ステアリングシャフトの左右の操舵方向の操舵に摩擦力を付与可能な摩擦力付与機構を備え
前記操舵範囲規制機構は、前記ステアリングシャフトと平行に配置され、前記ステアリングシャフトに第1ギアを介して連結されるストッパシャフトと、前記ストッパシャフトの回転に応じて軸方向に移動可能に前記ストッパシャフトに取り付けられるナットと、前記ストッパシャフトの付近から前記ナットの両側に前記ナットに当接可能に突設される少なくとも2個のストッパとを有し、
前記摩擦力付与機構は、前記ナットに取付板を介して取り付けられるボールプランジャからなり、
前記ボールプランジャは、ボールがケース部材の内壁面に接触することで、前記ストッパシャフトが前記ステアリングシャフト側に押圧されるように前記取付板に取り付けられ、前記ボールプランジャに押圧される前記ストッパシャフトを前記第1ギアを介して前記ステアリングシャフトに押圧させて、前記ステアリングシャフトに摩擦力を付与することを特徴とする車両用運転訓練装置。
a steering shaft connected to a steering wheel;
a steering range regulating mechanism that regulates a steering range in the left and right steering directions of the steering shaft by rotating the steering wheel;
an electric motor capable of applying a steering reaction force in a direction opposite to the left and right steering directions of the steering shaft;
In a vehicle driving training device consisting of
A frictional force imparting mechanism capable of imparting a frictional force to the steering in the left and right steering directions of the steering shaft ,
The steering range restricting mechanism includes a stopper shaft arranged parallel to the steering shaft and connected to the steering shaft via a first gear, and the stopper shaft axially movable according to the rotation of the stopper shaft. and at least two stoppers projecting from the vicinity of the stopper shaft on both sides of the nut so as to contact the nut,
The frictional force imparting mechanism comprises a ball plunger attached to the nut via a mounting plate,
The ball plunger is attached to the mounting plate so that the ball contacts the inner wall surface of the case member so that the stopper shaft is pressed toward the steering shaft. A driving training device for a vehicle , wherein the steering shaft is pressed through the first gear to apply a frictional force to the steering shaft .
前記電動モータは、前記ステアリングシャフトに第2ギアを介して連結されることを特徴とする請求項1に記載の車両用運転訓練装置。 2. The vehicle driving training apparatus of claim 1, wherein the electric motor is connected to the steering shaft through a second gear.
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