JPH01301462A - Steering angle sensor mounting constitution in vehicle - Google Patents

Steering angle sensor mounting constitution in vehicle

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JPH01301462A
JPH01301462A JP13001088A JP13001088A JPH01301462A JP H01301462 A JPH01301462 A JP H01301462A JP 13001088 A JP13001088 A JP 13001088A JP 13001088 A JP13001088 A JP 13001088A JP H01301462 A JPH01301462 A JP H01301462A
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pinion
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Abstract

PURPOSE:To simplify a steering angle sensor and its mounting mechanism and reduce the size of the sensor by engaging a pinion gear placed inside a housing surrounding a steering shaft, with a rack gear and mounting a steering angle sensor which detects the quantity of revolution of the shaft of the pinion, on the shaft. CONSTITUTION:A rack gear 140 is formed in a position between the ball screw means of a rear wheel steering shaft 30 and a centering spring, and engaged with a pinion 142. The pinion 142 is contained in a housing 40 and held inside it with the shaft 144 of the pinion and a steering angle sensor 120, like a potentiometer, detecting the quantity of revolution of the pinion shaft 144 is mounted on the pinion shaft 144.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、自動車の操舵輪の操舵角を検出する舵角セン
サ、特に左右の操舵輪を連結する操舵軸の変位量に基づ
いて操舵角を検出する舵角センサの取付構造に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a steering angle sensor that detects the steering angle of a steering wheel of an automobile, and in particular, a steering angle sensor that detects a steering angle based on the amount of displacement of a steering shaft connecting left and right steering wheels. The present invention relates to a mounting structure for a steering angle sensor that detects a steering angle sensor.

(従来の技術) 自動車には、前輪を操舵する2輪操舵(2WS)車や前
輪と共に後輪をも操舵する4輪操舵(4WS)車がある
(Prior Art) Automobiles include two-wheel steering (2WS) vehicles that steer the front wheels and four-wheel steering (4WS) vehicles that steer the rear wheels as well as the front wheels.

この様に前輪や後輪を操舵する場合、種々の理由により
操舵されるべき車輪である操舵輪の操舵角をセンサによ
り検出したいという要請が存在する。
When steering the front wheels or rear wheels in this manner, there is a demand for detecting the steering angle of the steered wheel, which is the wheel to be steered, using a sensor for various reasons.

例えば、実開昭62−25277号公報には後輪操舵機
構に電動モータを連係させて該電動モータの駆動力によ
り前輪の操舵1ζ応じて後輪を操舵するようにしたJW
S車が開示されているが、この様なタイプの4WS車に
おいては例えば後輪が目標操舵角へり操舵されているか
否かをチエツクするため後輪の実際の操舵角を検出した
いという要請や後輪の操舵制御を行なうため前輪の実際
の操舵角を検出したいという要請等が存在する。
For example, Japanese Utility Model Application Publication No. 62-25277 discloses a JW in which an electric motor is linked to a rear wheel steering mechanism, and the driving force of the electric motor is used to steer the rear wheels in response to the front wheel steering 1ζ.
Although an S vehicle is disclosed, in such a type of 4WS vehicle, for example, there is a need to detect the actual steering angle of the rear wheels in order to check whether the rear wheels are being steered toward the target steering angle, and there is a need to detect the actual steering angle of the rear wheels. There is a desire to detect the actual steering angle of the front wheels in order to control the steering of the wheels.

この様な操舵輪の実際の操舵角を検出したいという要請
に対し、従来は左右操舵輪を連結する操舵軸の動きをス
トロークのまま検出するストロークタイプの舵角センサ
が用いられていた。
In response to such a demand for detecting the actual steering angle of the steered wheels, conventionally, a stroke type steering angle sensor has been used that detects the movement of the steering shaft that connects the left and right steered wheels without changing the stroke.

かかるストロークタイプの舵角センサは、可変抵抗器と
同様の原理に基づくものであり、車体側に連結された抵
抗部材と操舵軸側に連結され抵抗部材と摺動しながらス
トローク変位可能なブラシ部材とから成り、操舵軸のス
トローク変位に伴ないブラシ部材が抵抗部材に対して摺
動しながらストローク変位し、その変位による抵抗値の
変化に基づいて操舵軸のストローク変位量、即ち操舵角
を検出するものである。
Such a stroke type steering angle sensor is based on the same principle as a variable resistor, and includes a resistance member connected to the vehicle body side and a brush member connected to the steering shaft side and capable of stroke displacement while sliding with the resistance member. With the stroke displacement of the steering shaft, the brush member slides against the resistance member and undergoes a stroke displacement, and the amount of stroke displacement of the steering shaft, that is, the steering angle is detected based on the change in resistance value due to the displacement. It is something to do.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記のように構成部材がストローク変位
するストロークタイプの舵角センサを用いた場合には、
該センサは構成部材がストローク変位するものであるの
でセンサ自体が大型化し、そのため大きなスペースを必
要としレイアウトに苦慮するという問題や、該センサを
操舵軸に取り付けるにあたって操舵軸長を長くしなけれ
ばならずそれによってベースシャシのジオメトリ自由度
が低下するという問題や、該センサは一般に操舵軸を囲
むハウジングの外に配設されるいわゆる外付はタイプも
のとされているがその様な外付はタイプの場合飛び石等
による損傷等が生じやすいという問題が生じる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, when using a stroke type steering angle sensor in which the constituent members undergo stroke displacement as described above,
Since the components of the sensor are subject to stroke displacement, the sensor itself becomes large, which requires a large space and makes layout difficult.In addition, when installing the sensor on the steering shaft, the length of the steering shaft must be increased. There is a problem that this reduces the degree of freedom in the geometry of the base chassis, and the sensor is generally installed outside the housing that surrounds the steering shaft. In this case, the problem arises that damage is likely to occur due to flying stones and the like.

本発明の目的は、上記事情に鑑み、レイアウト性の向上
、ベースシャシのジオメトリ自由度の増大および外付け
に起因する問題の解決を図ることのできる自動車の舵角
センサ取付構造を提供することにある。
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an automobile steering angle sensor mounting structure that can improve layout properties, increase the degree of freedom in the geometry of a base chassis, and solve problems caused by external attachment. be.

(課題を解決するための手段) 本発明に係る自動車の舵角センサ取付構造は、上記目的
を達成するために、 左右の操舵輪を連結する操舵軸にラック歯を形成し、該
ラック歯に上記操舵軸を取り囲むハウジング内に配設さ
れたピニオンを噛合させ、該ピニオンのシャフトに該シ
ャフトの回転量を検出する舵角センサを取り付けたこと
を特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the steering angle sensor mounting structure for an automobile according to the present invention includes: forming rack teeth on the steering shaft connecting the left and right steering wheels; A pinion disposed in a housing surrounding the steering shaft is engaged with the steering shaft, and a steering angle sensor for detecting the amount of rotation of the shaft is attached to the shaft of the pinion.

上記操舵軸が例えば4WS車の後輪操舵軸であって該操
舵軸を軸線方向にストローク変位させるためのボールス
クリュ手段およびフェイルセーフのための操舵軸中立位
置復帰用センタリングバネ手段が付設されている場合に
は、上記ラック歯は操舵軸の上記ボールスクリュ手段と
センタリングバネ手段との間の位置に形成するのが良い
The above-mentioned steering shaft is, for example, a rear wheel steering shaft of a 4WS vehicle, and is provided with a ball screw means for stroke-displacing the steering shaft in the axial direction and a centering spring means for returning the steering shaft to a neutral position for fail-safety. In some cases, the rack teeth may be formed on the steering shaft at a position between the ball screw means and the centering spring means.

本発明は4WS車であるか2WS車であるかまた操舵輪
が前輪であるか後輪であるかを問わず適用可能である。
The present invention is applicable regardless of whether the vehicle is a 4WS vehicle or a 2WS vehicle, and whether the steered wheels are front wheels or rear wheels.

(作  用) 上記舵角センサの取付構造によれば、舵角センサはビニ
オンおよびビニオンシャフトを介して操舵軸に取り付け
られ、舵角センサ自体は勿論のことビニオンおよびピニ
オンシャフトもそれ自体は回転するが何ら変位はしない
ものであり、よって舵角センサおよびその取付機構の簡
素化および小型化が図られ、取付機構のハウジング内へ
の配設が容易となり、舵角センサ取付のために操舵軸を
長くする必要もない。
(Function) According to the above-mentioned mounting structure of the steering angle sensor, the steering angle sensor is attached to the steering shaft via the pinion and pinion shaft, and not only the steering angle sensor itself but also the pinion and pinion shaft do not rotate. Therefore, the steering angle sensor and its mounting mechanism can be simplified and miniaturized, and the mounting mechanism can be easily installed inside the housing, and the steering shaft can be attached to the steering shaft for mounting the steering angle sensor. There is no need to make it long.

また、例えば電動モータ駆動式4WS車の上記センタリ
ングバネ手段とボールスクリュ手段とを備えた後輪操舵
軸の場合、該両手段の間にラック歯を形成するようにす
れば、以下に説明する上記両手段を操舵軸の端部に配置
したいという要求を満たすことができると共に、ピニオ
ンを操舵軸の略中央位置に配置することとなるのでボー
ルスクリュ手段による操舵軸の軸線回りの回転阻止機能
がこのピニオンによって効率的に発揮される。
Furthermore, for example, in the case of a rear wheel steering shaft of an electric motor-driven 4WS vehicle that is equipped with the above-mentioned centering spring means and ball screw means, if rack teeth are formed between the two means, the above-mentioned It is possible to satisfy the request to arrange both means at the end of the steering shaft, and since the pinion is arranged approximately at the center of the steering shaft, the function of preventing the rotation of the steering shaft around the axis by the ball screw means is Efficiently demonstrated by pinion.

(実 施 例) 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について詳細
に説明する。
(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

以下に説明する実施例は、電動モータにより前輪操舵に
応じて後輪を操舵する電動モータ駆動タイプの4WS機
構における後輪操舵角を検出する舵角センサの取付に本
発明を適用したものである。
In the embodiment described below, the present invention is applied to the installation of a steering angle sensor that detects the rear wheel steering angle in an electric motor-driven 4WS mechanism that steers the rear wheels in accordance with front wheel steering using an electric motor. .

第1図は本発明の一実施例を備えた4WS機構の全体概
要を示す図、第2図は第1図に示す後輪操舵機構部分の
詳細断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall outline of a 4WS mechanism provided with an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed sectional view of the rear wheel steering mechanism portion shown in FIG. 1.

図示の4WS機構は、左右の前輪2L、2Rを操舵する
前輪操舵機構4と左右の後輪6L、 6Rを操舵する後
輪操舵機構8とを備えて成る。
The illustrated 4WS mechanism includes a front wheel steering mechanism 4 that steers left and right front wheels 2L, 2R, and a rear wheel steering mechanism 8 that steers left and right rear wheels 6L, 6R.

前輪操舵機構4は、車幅方向に延設され、両端部が左右
1対のタイロッドLOL、IORおよびナックルアーム
12L、 12Rを介して左右1対の前輪2L、2Hに
連結された前輪操舵軸14と、該操舵軸14上に形成さ
れたラック歯(図示せず)に噛合するピニオン16が一
端部に設けられると共に他端部にステアリングホイール
18が設けられたステアリングシャフト20とから成り
、ステアリングホイール18のハンドル操作により、前
輪操舵軸14を車幅方向に変位させて前輪2L、2Rを
操舵するように構成されている。
The front wheel steering mechanism 4 includes a front wheel steering shaft 14 that extends in the vehicle width direction and has both ends connected to a pair of left and right front wheels 2L and 2H via a pair of left and right tie rods LOL and IOR and knuckle arms 12L and 12R. and a steering shaft 20 having a pinion 16 at one end that meshes with rack teeth (not shown) formed on the steering shaft 14 and a steering wheel 18 at the other end. By operating the steering wheel 18, the front wheel steering shaft 14 is displaced in the vehicle width direction to steer the front wheels 2L and 2R.

後輪操舵機構8は、左右の後輪6L、6Rを連結する後
輪操舵軸30と、電動式のサーボモータ32と、該サー
ボモータ32によって回転せしめられて上記後輪操舵軸
30を変位させるボールスクリュ手段34と、上記後輪
操舵軸30を中立位置に復帰させるべく付勢するセンタ
リングバネ手段3Bと、上記サーボモータ32を駆動制
御するコントロールユニット38とを備え、上記後輪操
舵軸30、ボールスクリュ手段34、センタリングバネ
手段36等は第2図に示す様に車体(図示せず)に固設
されたハウジング40内に収容されている。
The rear wheel steering mechanism 8 includes a rear wheel steering shaft 30 that connects the left and right rear wheels 6L and 6R, an electric servo motor 32, and is rotated by the servo motor 32 to displace the rear wheel steering shaft 30. The rear wheel steering shaft 30 includes a ball screw means 34, a centering spring means 3B that biases the rear wheel steering shaft 30 to return to a neutral position, and a control unit 38 that drives and controls the servo motor 32. The ball screw means 34, centering spring means 36, etc. are housed in a housing 40 fixed to the vehicle body (not shown), as shown in FIG.

上記後輪操舵軸30は、車幅方向に延設され、両端部が
左右1対のタイロッド42L、 42Rおよびナックル
アーム44L、 44Rを介して左右1対の後輪6L、
6Rに連結され、該後輪操舵軸30の車幅方向(軸線方
向)のストローク変位により後輪6L。
The rear wheel steering shaft 30 extends in the vehicle width direction, and has both ends connected to a pair of left and right rear wheels 6L via a pair of left and right tie rods 42L, 42R and knuckle arms 44L, 44R.
6R, and the stroke displacement of the rear wheel steering shaft 30 in the vehicle width direction (axial direction) causes the rear wheel 6L.

6Rが操舵される。6R is steered.

上記後輪操舵軸30の軸線方向のストローク変位は上記
サーボモータ32によって行なわれる。即ち、上記サー
ボモータ32は、ステップモータから成り、上記コント
ロールユニット38によって駆動制御され、ブレーキ4
6、クラッチ48および減速歯車50から成る回転伝達
系を介して上記ボールスクリュ手段34に回転を伝達し
、該ボールスクリュ手段34を介して上記センタリング
バネ手段3Bの付勢力に抗して後輪操舵軸30を中立位
置からストローク変位させるように構成されている。
Stroke displacement of the rear wheel steering shaft 30 in the axial direction is performed by the servo motor 32. That is, the servo motor 32 is composed of a step motor, and is driven and controlled by the control unit 38, and the brake 4 is controlled by the control unit 38.
6. Transmit rotation to the ball screw means 34 through a rotation transmission system consisting of the clutch 48 and the reduction gear 50, and steer the rear wheels via the ball screw means 34 against the biasing force of the centering spring means 3B. The shaft 30 is configured to be displaced by a stroke from a neutral position.

上記ブレーキ4Bは、上記サーボモータ32と後輪操舵
軸30との間の回転伝達系をロックして後輪操舵軸30
を所定の変位状態に保持するものである。
The brake 4B locks the rotation transmission system between the servo motor 32 and the rear wheel steering shaft 30 so that the rear wheel steering shaft 30
is maintained at a predetermined displacement state.

即ち、定常操舵時(目標操舵角が変化しないとき)には
後輪操舵軸30を所定の変位状態に保持する必要がある
が、それをサーボモータ3?によるサーボロックではな
くこのブレーキ4Bによって行なうことにより消費電力
の節約を図ろうとするものである。
That is, during steady steering (when the target steering angle does not change), it is necessary to maintain the rear wheel steering shaft 30 in a predetermined displacement state, but the servo motor 3? This is intended to save power consumption by using this brake 4B instead of the servo lock.

上記クラッチ48は、所定の異常発生時サーボモータ3
2と後輪操舵軸30との間の回転伝達系を切断して後輪
操舵軸30をフリーとし、もって該操舵軸30を上記セ
ンタリングバネ手段36により中立位置に復帰させて2
WS状態とし、いわゆるフェイルセーフを図ろうとする
ものである。
The clutch 48 is connected to the servo motor 3 when a predetermined abnormality occurs.
2 and the rear wheel steering shaft 30 to free the rear wheel steering shaft 30, thereby returning the steering shaft 30 to the neutral position by the centering spring means 36.
The system is set to a WS state to provide a so-called fail-safe.

上記ブレーキ46およびクラッチ48は、上記コントロ
ールユニット38により適宜制御される。
The brake 46 and clutch 48 are appropriately controlled by the control unit 38.

上記ブレーキ46およびクララッチ48を、第2図を参
照しながら詳述すると以下の通りである。
The brake 46 and clutch latch 48 will be described in detail below with reference to FIG.

ブレーキ4Bは、サーボモータ32の出力軸32aに固
設され、両面に放射状に延びる複数の凹凸溝が形成され
たディスク52と、該ディスク52のサーボモータ32
側の凹凸溝と噛合する凹凸溝を有するリングプレート5
4と、このリングプレート54をハウジング40に固設
された吸着板56に吸着せl−めるソレノイド58とか
らなり、ソレノイド58に通電されていないOFF状態
では、リングプレート54をディスク52と共に自由に
回転させる一方、ソレノイド58に通電されているON
状態では、リングプレート54をディスク52との噛合
状態を維持させたまま吸着板56に吸着せしめて、ディ
スク52の回転、すなわちサーボモータの出力軸32a
の回転に制動を加え、該出力軸32aをロックするよう
になっている。
The brake 4B includes a disk 52 that is fixed to the output shaft 32a of the servo motor 32, and has a plurality of grooves extending radially on both sides of the disk 52, and the servo motor 32 of the disk 52.
Ring plate 5 having an uneven groove that engages with an uneven groove on the side
4, and a solenoid 58 that attracts the ring plate 54 to a suction plate 56 fixed to the housing 40. When the solenoid 58 is in the OFF state, in which the solenoid 58 is not energized, the ring plate 54 is free together with the disk 52. At the same time, the solenoid 58 is energized.
In this state, the ring plate 54 is attracted to the suction plate 56 while maintaining the meshing state with the disk 52, and the rotation of the disk 52, that is, the output shaft 32a of the servo motor is controlled.
The output shaft 32a is locked by applying braking to the rotation of the output shaft 32a.

クラッチ48は、直列に2つ設けられたツインクラッチ
であって、上流側のクラッチ48Aはノーマルオーブン
(無通電時連結解除)型、下流側のクラッチ48Bはノ
ーマルクローズ(無通電時連結)型とされている。すな
わち、クラッチ48Aは、ディスク52の下流側の凹凸
溝と噛合する凹凸溝を有するリングプレート60と、こ
のリングプレート6゜を、出力軸32aと同軸の回転軸
62に固設されたディスク64に吸着せしめるソレノイ
ド6Gとからなり、ソレノイド66に通電されていない
OFF状態では、リングプレート60とディスク64と
の連結が解除される一方、ソレノイド66に通電されて
いるON状態では、リングプレート60とディスク64
とが面接触により連結されるようになっている。なお、
リングプレート60はディスク52とはっねに噛合状態
を維持している。また、クラッチ48Bは、回転軸62
に固設されたハブ68にスプライン結合されたリングプ
レート70と、このリングプレート7oの下流側の面に
当接してスプリング72のばね力によりリングプレート
70を上流側に押圧するバッド74と、このバッド74
により押圧されたリングプレート7゜の上流側への所定
量以上の移動を規制するようにリングプレート70の上
流側の面に当接する、回転軸62と同軸の回転軸76に
固設されたドラム78と、バッド74を下流側から吸引
してリングプレート70のドラム78への押圧を解除す
るソレノイド80とからなり、ソレノイド80に通電さ
れていないOFF状態では、リングプレート70とドラ
ム78とが面接触により連結され、ソレノイド70に通
電されているON状態では、リングプレート70とドラ
ム78との連結が解除されるようになっている。
The clutch 48 is a twin clutch in which two clutches are provided in series, and the upstream clutch 48A is a normal oven type (disconnection when no current is applied), and the downstream clutch 48B is a normally closed type (connection when no current is applied). has been done. That is, the clutch 48A includes a ring plate 60 having an uneven groove that engages with an uneven groove on the downstream side of the disk 52, and a ring plate 60 that is attached to a disk 64 fixed to a rotating shaft 62 coaxial with the output shaft 32a. When the solenoid 66 is not energized (OFF state), the ring plate 60 and the disc 64 are disconnected, while when the solenoid 66 is energized (ON state), the ring plate 60 and the disc 64 are connected to each other. 64
are connected by surface contact. In addition,
The ring plate 60 maintains a tight meshing state with the disk 52. Further, the clutch 48B is connected to the rotating shaft 62
a ring plate 70 spline-coupled to a hub 68 fixed to the ring plate 7o; a pad 74 that comes into contact with the downstream surface of the ring plate 7o and presses the ring plate 70 upstream by the spring force of the spring 72; bad 74
A drum fixedly attached to a rotating shaft 76 coaxial with the rotating shaft 62 contacts the upstream side surface of the ring plate 70 so as to restrict movement of the ring plate 7° upstream by a predetermined amount or more when pressed by the rotating shaft 62. 78 and a solenoid 80 that sucks the pad 74 from the downstream side and releases the pressure of the ring plate 70 against the drum 78. When the solenoid 80 is in the OFF state, in which electricity is not energized, the ring plate 70 and the drum 78 are flush with each other. In the ON state where the solenoid 70 is connected by contact and is energized, the ring plate 70 and the drum 78 are disconnected from each other.

上記、サーボモータ32の作動による出力軸32aの回
転は、ブレーキ46およびクラッチ48BがOFF状態
でかつクラッチ48AがON状態のときにのみ、ボール
スクリュ手段34に伝達されることとなるが、平常時に
おける後輪操舵はこの状態において行われるようになっ
ている。なお、クラッチ48として、クラッチ48Aお
よび48Bを2つ直列に設けてなるツインクラッチとし
たのは、いずれか−方が焼付等により作動不能に陥った
場合においても、他方をONまたはOFF状態とするこ
とにより、サーボモータ32とボールスクリュ手段34
、ひいては後輪操舵軸30との連結を解除することがで
きるようにするためであり、また、一方をノーマルオー
ブン型、他方をノーマルクローズ型としたのは、カブラ
の外れ等により両クラッチ48A、 48Bへの給電が
停止したとき上記連結を解除するためにはノーマルオー
ブン型のクラッチが必要であるが、両方共ノーマルオー
ブン型とすることは平常時における動力伝達のために両
クラッチをON状態とすることが必要となり、消費電力
が余分に必要となるからである。
The rotation of the output shaft 32a caused by the operation of the servo motor 32 is transmitted to the ball screw means 34 only when the brake 46 and clutch 48B are OFF and the clutch 48A is ON, but under normal conditions Rear wheel steering is performed in this state. The clutch 48 is a twin clutch consisting of two clutches 48A and 48B installed in series, so that even if one of the clutches becomes inoperable due to seizure or the like, the other remains in the ON or OFF state. By this, the servo motor 32 and the ball screw means 34
This is to enable the connection with the rear wheel steering shaft 30 to be released, and the reason why one is a normal oven type and the other is a normally closed type is because both clutches 48A, A normal oven type clutch is required to release the above connection when the power supply to 48B is stopped, but using both clutches as a normal oven type means that both clutches must be in the ON state for power transmission during normal times. This is because additional power consumption is required.

上記ボールスクリュ手段34は、第2図に示す様に、ポ
ールナツト82と、操舵軸30に刻設されたポールネジ
84と、両者82.84間に介在せしめられたポール8
6とから成り、上記ポールナツト82は上記減速歯車5
0と噛合する歯車88に固着されて該歯車88と一体的
に回転すると共に操舵軸30の軸線方向は変位不能とさ
れ、もって上記サーボモータ32によりこのポールナツ
ト82が回転せしめられるとそれに応じて操舵軸30が
軸線方向にストローク変位せしめられる。
As shown in FIG. 2, the ball screw means 34 includes a pole nut 82, a pole screw 84 carved in the steering shaft 30, and a pole 82 interposed between the two pole screws 82 and 84.
6, and the pole nut 82 is connected to the reduction gear 5.
The steering shaft 30 is fixed to a gear 88 that meshes with the gear 88 and rotates integrally with the gear 88, and cannot be displaced in the axial direction of the steering shaft 30. Therefore, when the pole nut 82 is rotated by the servo motor 32, the steering is performed accordingly. The shaft 30 is stroked in the axial direction.

上記センタリングバネ手段36は、第2図に示す様に、
操舵軸30に所定間隔を置いて設けられた1対のストッ
パ90.92と、操舵軸30に遊嵌されて両ストッパ9
0.92内に配設され、該両ストッパ90.92によっ
て拡開方向の移動を規制された1対のバネ受け94.9
6と、両バネ受け94.98間に圧縮状態で配設された
センタリングバネ98と、上記両バネ受け94.98が
上記両ストッパ90.92に当接している状態において
ストッパ90.92と同様に両バネ受け94.96の拡
開方向の移動を規制すべく該両バネ受け94.9(iに
当接するハウジング側ストッパ部100、LO2とを備
えて成る。また、上記一方のストツバ92は操舵軸30
に螺合して設けられ、また上記−方のハウジング側スト
ッパ部102はハウジング40に螺合されたネジ蓋部材
104に形成され、よって上記ストッパ92およびネジ
蓋部材104のねじ込み量を調整することによってセン
タリングバネ98の圧縮荷重(プリセット荷重)を適宜
に設定することができ、その設定されたプリセット荷重
により操舵軸30は常に中立位置に向けて付勢されるこ
とになる。なお、このプリセット荷重は少なくともコー
ナリング時のサイドフォースに打ち勝つことのできる大
きさにすることが必要である。
The centering spring means 36, as shown in FIG.
A pair of stoppers 90 and 92 are provided on the steering shaft 30 at a predetermined interval, and both stoppers 9 are loosely fitted on the steering shaft 30.
a pair of spring receivers 94.9 disposed within 0.92 mm and whose movement in the expansion direction is regulated by both stoppers 90.92;
6, a centering spring 98 disposed in a compressed state between both spring receivers 94.98, and a state in which both spring receivers 94.98 are in contact with both stoppers 90.92, similar to the stopper 90.92. In order to restrict the movement of both spring receivers 94.96 in the expansion direction, a housing-side stopper portion 100 and LO2 that come into contact with both spring receivers 94.9 (i) are provided. Steering shaft 30
The housing-side stopper portion 102 on the negative side is formed on a screw cap member 104 screwed onto the housing 40, so that the screwing amount of the stopper 92 and the screw cap member 104 can be adjusted. Thus, the compressive load (preset load) of the centering spring 98 can be appropriately set, and the set preset load always biases the steering shaft 30 toward the neutral position. Note that this preset load needs to be large enough to at least overcome the side force during cornering.

上記サーボモータ32による後輪操舵は、上述の如くコ
ントロールユニット38によって制御される。
The rear wheel steering by the servo motor 32 is controlled by the control unit 38 as described above.

該コントロールユニット38による後輪操舵制御は車速
感応で行われるようになっており、車速に応じた操舵比
(後輪舵角/前輪舵角)の変更の一例としては第3図に
示すような場合がある。同図に示す制御特性を付与した
ときには、前輪舵角に対する後輪舵角は、車速が大きく
なるに従って同位相方向へ変化することとなり、このよ
うすを第4図に示す。
The rear wheel steering control by the control unit 38 is performed in response to the vehicle speed, and an example of changing the steering ratio (rear wheel steering angle/front wheel steering angle) according to the vehicle speed is as shown in FIG. There are cases. When the control characteristics shown in FIG. 4 are applied, the rear wheel steering angle relative to the front wheel steering angle changes in the same phase direction as the vehicle speed increases, and this situation is shown in FIG.

このような後輪操舵制御をなすべく、コントロールユニ
ット38には、ハンドル舵角センサ1lO1車速センサ
1■2、および上記サーボモータ32の回転位置を検出
するロータリエンコーダ114からの信号が入力され、
コントロールユニット38では、ハンドル舵角(理論的
に前輪舵角と等しい)と車速とに基づいて目標後輪舵角
を演算し、必要とする後輪操舵角に対応する制御信号が
サーボモータ32に出力される。そして、サーボモータ
32の作動が適正になされているか否かをロータリエン
コーダ114によって常時監視しつつ、つまりフィード
バック制御の下で後輪の6L、6Rの操舵がなされるよ
うになっている。
In order to perform such rear wheel steering control, the control unit 38 receives signals from the steering wheel angle sensor 11O1, the vehicle speed sensor 12, and the rotary encoder 114 that detects the rotational position of the servo motor 32.
The control unit 38 calculates a target rear wheel steering angle based on the steering wheel steering angle (theoretically equal to the front wheel steering angle) and the vehicle speed, and sends a control signal corresponding to the required rear wheel steering angle to the servo motor 32. Output. The rotary encoder 114 constantly monitors whether or not the servo motor 32 is operating properly, that is, the rear wheels 6L and 6R are steered under feedback control.

上記後輪操舵制御においては、フェイルセーフのために
、その制御系が2重構成とされている。
In the rear wheel steering control described above, the control system has a dual configuration for fail-safe purposes.

すなわち、上記ハンドル舵角センサ110に対して前輪
舵角センサ11[1が付加され、車速センサ112に対
して第2の車速センサ11Bが付加され、ロータリエン
コーダ114に対して、クラッチ48よりも後輪操舵軸
30側の部材の機械的変位を検出する後輪舵角センサ1
20が付加されており、これら3組のセンサにおいて、
対応するセンサの両者が同一の値を検出したときにのみ
後輪操舵を行うようにされている。したがって、上記3
組のセンサにおいて、例えば第1の車速センサ112で
検出した車速と第2の車速センサ118で検出した車速
とが異なるときには、異常(故障)発生ということで、
フェイルモード時の制御によって後輪6L、 6Rを中
立位置に保持するようになっている。
That is, a front wheel steering angle sensor 11[1 is added to the steering wheel steering angle sensor 110, a second vehicle speed sensor 11B is added to the vehicle speed sensor 112, and a sensor behind the clutch 48 is added to the rotary encoder 114. Rear wheel steering angle sensor 1 that detects mechanical displacement of a member on the wheel steering shaft 30 side
20 are added, and in these three sets of sensors,
Rear wheel steering is performed only when both corresponding sensors detect the same value. Therefore, above 3
For example, when the vehicle speed detected by the first vehicle speed sensor 112 and the vehicle speed detected by the second vehicle speed sensor 118 are different in the set of sensors, an abnormality (failure) has occurred.
Control during fail mode keeps rear wheels 6L and 6R in the neutral position.

また、各種の異常検出のために、コントロールユニット
38には、スイッチ122,124.126,128か
らのON・OFF信号が入力され、またオルタネータの
し端子130からは発電の有無を表す信号が入力される
。ここで上記スイッチ122はニュートラルクラッチス
イッチ、スイッチ124はインヒビタースイッチ、スイ
ッチ12Bはブレーキスイッチ、スイッチ128はエン
ジンスイッチである。なお、これらのスイッチは本発明
とは直接関係ないものであるので、その詳しい説明は省
略する。
Further, in order to detect various abnormalities, ON/OFF signals from switches 122, 124, 126, and 128 are inputted to the control unit 38, and a signal indicating whether or not power is being generated is inputted from the alternator terminal 130. be done. Here, the switch 122 is a neutral clutch switch, the switch 124 is an inhibitor switch, the switch 12B is a brake switch, and the switch 128 is an engine switch. Note that since these switches are not directly related to the present invention, detailed explanation thereof will be omitted.

なお第2図中132はフェイルモード時に点灯する警告
ランプである。
Note that 132 in FIG. 2 is a warning lamp that lights up in the fail mode.

次に、上記後輪舵角センサ120について詳述する。Next, the rear wheel steering angle sensor 120 will be described in detail.

後輪舵角センサ120は、第2図、第2図のV−V線断
面図である第5図および第5図のvt−vt線断面図で
ある第6図に示す様に、ラックアンドピニオン機構を介
して後輪操舵軸30に連係されている。つまり、後輪操
舵軸30のボールスクリュ手段34とセンタリングバネ
手段36との間の位置にラック歯140を形成し、該ラ
ック歯140にピニオン142を噛合させ、該ピニオン
142はハウジング4゜内に配設すると共に該ピニオン
のシャフト144を介してハウジング40内に支持され
、該ピニオンシャフト144に該ピニオンシャフト14
4の回転量を検出するポテンショメータの如き後輪舵角
センサ120が取り付けられている。上記ピニオンシャ
フト144は2つのベアリング148,148によって
ハウジング40内に回転可能に支持され、一方のベアリ
ング146はスプリング150によってピニオン142
をラック歯140方向に押圧すべく付勢されている。
As shown in FIG. 2, FIG. 5 which is a sectional view taken along the line V-V in FIG. 2, and FIG. 6 which is a sectional view taken along the line Vt-VT in FIG. It is linked to the rear wheel steering shaft 30 via a pinion mechanism. That is, a rack tooth 140 is formed at a position between the ball screw means 34 and the centering spring means 36 of the rear wheel steering shaft 30, a pinion 142 is meshed with the rack tooth 140, and the pinion 142 is disposed within the housing 4°. The pinion shaft 14 is disposed and supported within the housing 40 via a shaft 144 of the pinion.
A rear wheel steering angle sensor 120 such as a potentiometer is attached to detect the amount of rotation of the rear wheel. The pinion shaft 144 is rotatably supported within the housing 40 by two bearings 148 , 148 , one bearing 146 is supported by a spring 150 to support the pinion 144 .
is urged toward the rack teeth 140.

このスプリング150の付勢力はネジ蓋部材152のね
じ込み量を変化させることによって適宜調整可能に構成
されている。
The biasing force of the spring 150 can be adjusted as appropriate by changing the screwing amount of the screw cap member 152.

上記後輪舵角センサ120の取付構造においては、舵角
センサ120として回転検出タイプのものを用い、後輪
操舵軸30にラック歯140を形成し、該ラック歯14
0にハウジング40内に配設されたピニオン142を噛
合させ、このピニオンのシャフト144に該シャフト1
44の回転を検出する上記舵角センサ120を取り付け
て成るので、舵角センサ120自体は勿論のことピニオ
ン142およびピニオンシャフト144もそれ自体は回
転するが変位はせず、よって従来のストローク検出タイ
プの舵角センサを用いた場合に比して舵角センサおよび
その取付機構の簡素化、小型化が図られ、省スペース化
およびレイアウト性の向上を図ることができる。
In the mounting structure of the rear wheel steering angle sensor 120 described above, a rotation detection type is used as the steering angle sensor 120, and the rack teeth 140 are formed on the rear wheel steering shaft 30.
A pinion 142 disposed in the housing 40 is engaged with the shaft 144 of the pinion.
44, the steering angle sensor 120 itself, as well as the pinion 142 and pinion shaft 144, rotate but do not displace. Therefore, unlike the conventional stroke detection type Compared to the case where the steering angle sensor is used, the steering angle sensor and its mounting mechanism can be simplified and miniaturized, and it is possible to save space and improve layout.

また、上記取付機構の簡素化および小型化により該取付
機構をハウジング40内に位置させることが容易となり
、よってそうすることにより従来の外付けによる飛び石
等の問題を解決できると共に取付精度の向上も図れる。
Furthermore, the simplification and miniaturization of the mounting mechanism makes it easy to position the mounting mechanism within the housing 40, thereby solving problems such as flying stones caused by conventional external mounting, and improving mounting accuracy. I can figure it out.

さらに、舵角センサ120の取付けにあたっては後輪操
舵軸30の適当な位置にラック歯140を形成しそれに
ピニオン142を噛合させるだけで良く、従って操舵軸
30に特別な舵角センサ取付部を形成する必要がなく、
よって操舵軸30を長くする必要がなく、操舵軸30の
短縮化によるベースシャシのジオメトリ自由度の増大を
図ることができる。
Furthermore, when installing the steering angle sensor 120, it is only necessary to form a rack tooth 140 at an appropriate position on the rear wheel steering shaft 30 and mesh the pinion 142 therewith. Therefore, a special steering angle sensor mounting part is formed on the steering shaft 30. There is no need to
Therefore, there is no need to lengthen the steering shaft 30, and by shortening the steering shaft 30, it is possible to increase the degree of freedom in the geometry of the base chassis.

また、上記実施例の如く後輪操舵軸3oにボールスクリ
ュ手段とセンタリングバネ手段36とを備えて成るもの
においては、それら両手段84.36は操舵軸30の端
部に付設されるのが望ましい。なぜならば、第2図に示
す様に、クラッチ48.ブレーキ46、サーボモータ3
2およびエンコーダ114が一列に接続される場合、ボ
ールスクリュ手段34を操舵軸30の一端部に設けると
共に上記クラッチ48等を図示の如く操舵軸30に沿っ
てその他端部に向けて延びる様にレイアウトすれば、後
輪操舵軸3oと上記クラッチ48等が丁度型なり合い、
よって後輪操舵機構の車幅方向の寸法の短縮化を図るこ
とができるからであり、また上記センタリングバネ手段
36は操舵軸30の端部に位置している方が、該センタ
リングバネ手段36の操舵軸30への組み付けが容易と
なり、またストッパ92およびネジ蓋部材104による
センタリングバネ98のプリセット荷重調整操作も容易
になるからである。従って、上述の如くラック歯140
をボールスクリュ手段34とセンタリングバネ手段36
との間に形成するようにすればそれら両者34.36を
端部に配置したいという要求を満たしつつピニオン配置
を合理的にレイアウトすることができる。
Further, in the case where the rear wheel steering shaft 3o is provided with the ball screw means and the centering spring means 36 as in the above embodiment, it is desirable that both means 84 and 36 be attached to the end of the steering shaft 30. . This is because, as shown in FIG. 2, the clutch 48. Brake 46, servo motor 3
2 and the encoder 114 are connected in a row, the ball screw means 34 is provided at one end of the steering shaft 30, and the clutch 48 and the like are laid out so as to extend along the steering shaft 30 toward the other end as shown. Then, the rear wheel steering shaft 3o and the clutch 48 etc. will match exactly,
Therefore, it is possible to reduce the dimension of the rear wheel steering mechanism in the vehicle width direction, and the centering spring means 36 is located at the end of the steering shaft 30 so that the centering spring means 36 is This is because the assembly to the steering shaft 30 becomes easier, and the preset load adjustment operation of the centering spring 98 using the stopper 92 and the screw cap member 104 becomes easier. Therefore, as described above, the rack teeth 140
The ball screw means 34 and the centering spring means 36
By forming the pinion between the two pinions, it is possible to rationally lay out the pinion arrangement while satisfying the requirement of arranging both the pinions 34 and 36 at the ends.

また、ボールスクリュ手段34で操舵軸3oを軸線方向
にストローク変位させる際には該操舵軸30には軸線回
りの回転力が作用するが、上記ピニオン142はこの操
舵軸30の回転止めとしても機能し、かつ上記ラック歯
140を上記の如くボールスクリュ手段34とセンタリ
ングバネ手段3Bとの間に形成した場合には該ラック歯
140に噛合するピニオン142は結局操舵軸30の略
中夫に位置することとなるので例えば操舵軸30の端部
に位置する場合よりもはるかに効率的に回転止めとして
の機能を発揮し得る。
Furthermore, when the ball screw means 34 strokes the steering shaft 3o in the axial direction, a rotational force about the axis acts on the steering shaft 30, but the pinion 142 also functions as a rotation stopper for the steering shaft 30. However, when the rack teeth 140 are formed between the ball screw means 34 and the centering spring means 3B as described above, the pinion 142 that meshes with the rack teeth 140 is located approximately at the center of the steering shaft 30. Therefore, it can function as a rotation stopper much more efficiently than when it is located at the end of the steering shaft 30, for example.

(発明の効果) 本発明に係る自動車の舵角センサ取付構造においては、
舵角センサとして回転検出タイプのものを使用し、それ
をピニオンシャフト、ピニオンおよびラック歯を介して
操舵軸に取り付けて成り、よって上記の如く舵角センサ
およびその取付機構の簡素化、小型化が図られ、省スペ
ースおよびレイアウト性の向上が図られる。また、取付
機構の簡素化、小型化によりそれをハウジング内に容易
に配置することが可能となり、そうすることによって外
付けによる飛び石等の問題を解決できる。
(Effect of the invention) In the automobile steering angle sensor mounting structure according to the present invention,
A rotation detection type sensor is used as the steering angle sensor, and it is attached to the steering shaft via the pinion shaft, pinion and rack teeth, thereby simplifying and downsizing the steering angle sensor and its mounting mechanism as described above. It is possible to save space and improve layout. Furthermore, by simplifying and downsizing the mounting mechanism, it becomes possible to easily arrange it within the housing, thereby solving problems such as flying stones caused by external mounting.

さらに、操舵軸に特別な舵角センサ取付部を形成する必
要はなく、操舵軸の短縮化によるベースシャシのジオメ
トリ自由度の増大を図ることができる。
Furthermore, there is no need to form a special steering angle sensor attachment part on the steering shaft, and the degree of freedom in the geometry of the base chassis can be increased by shortening the steering shaft.

また、上記ラック歯をボールスクリュ手段とセンタリン
グバネ手段との間に形成することにより、両手段の操舵
軸端部に付設したいという要求を満たした合理的なレイ
アウトが可能になると共に、ピニオンが操舵軸の略中央
位置に位置することとなって該ピニオンによる操舵軸の
回転止め機能を充分に発揮させることができる。
In addition, by forming the rack teeth between the ball screw means and the centering spring means, a rational layout that satisfies the requirement that the rack teeth be attached to the ends of the steering shafts of both means becomes possible, and the pinion Since the pinion is located approximately in the center of the shaft, the pinion can fully perform its function of stopping the rotation of the steering shaft.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例を備えた4WS機構の一例を
示す概略図、 第2図は第1図における後輪操舵機構部分の詳細断面図
、 第3図および第4図は後輪操舵制御の一例を示す図、 第5図は第2図のV−V線断面図、 第6図は第5図の■−■線断面図である。 6L、6R・・・操舵輪  30・・・操舵軸34・・
・ボールスクリュ手段 3B・・・センタリングバネ手段 40・・・ハウジング    120・・・舵角センサ
140・・・ラック歯    142・・・ピニオン1
44・・・ピニオンシャフト 第1図 +20
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a schematic diagram showing an example of a 4WS mechanism equipped with an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a detailed sectional view of the rear wheel steering mechanism portion in Fig. 1, and Fig. 3 4 is a diagram showing an example of rear wheel steering control, FIG. 5 is a sectional view taken along the line V-V in FIG. 2, and FIG. 6 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 6L, 6R... Steering wheel 30... Steering shaft 34...
・Ball screw means 3B... Centering spring means 40... Housing 120... Rudder angle sensor 140... Rack teeth 142... Pinion 1
44...Pinion shaft Fig. 1 +20

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)自動車の操舵輪の操舵角を検出する舵角センサの
取付構造であって、 左右の操舵輪を連結する操舵軸にラック歯を形成し、該
ラック歯に上記操舵軸を取り囲むハウジング内に配設さ
れたピニオンを噛合させ、該ピニオンのシャフトに該シ
ャフトの回転量を検出する舵角センサを取り付けたこと
を特徴とする自動車の舵角センサ取付構造。
(1) A mounting structure for a steering angle sensor that detects the steering angle of a steering wheel of an automobile, in which rack teeth are formed on a steering shaft that connects left and right steering wheels, and a housing that surrounds the steering shaft is formed on the rack teeth. 1. A steering angle sensor mounting structure for an automobile, characterized in that a steering angle sensor for detecting the amount of rotation of the shaft is attached to the shaft of the pinion, and a steering angle sensor is attached to the shaft of the pinion.
(2)自動車の操舵輪の操舵角を検出する舵角センサの
取付構造であって、 左右の操舵輪を連結する操舵軸の該操舵軸に付設される
操舵軸中立位置復帰用センタリングバネ手段と操舵軸変
位用ボールスクリュ手段との間の位置にラック歯を形成
し、該ラック歯に上記操舵軸を取り囲むハウジング内に
配設されたピニオンを噛合させ、該ピニオンのシャフト
に該シャフトの回転量を検出する舵角センサを取り付け
たことを特徴とする自動車の舵角センサ取付構造。
(2) A mounting structure for a steering angle sensor for detecting the steering angle of a steering wheel of an automobile, which comprises: a steering shaft connecting left and right steering wheels; a centering spring means attached to the steering shaft for returning the steering shaft to a neutral position; A rack tooth is formed at a position between the ball screw means for displacing the steering shaft, and a pinion disposed in a housing surrounding the steering shaft is engaged with the rack tooth, and the rotation amount of the shaft is caused to engage with the shaft of the pinion. A steering angle sensor mounting structure for an automobile, characterized in that a steering angle sensor is mounted to detect the steering angle sensor.
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