JP2005329864A - Steering gear for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステアリングハンドルが通常の丸ハンドルとして機能する第1モードと、ステアリングハンドルに設けた左右一対のグリップが公転軸まわりに公転しながら自転軸まわりに自転するナチュラルハンドルとして機能する第2モードとを切り替え可能な車両用操舵装置に関する。 The present invention includes a first mode in which the steering handle functions as a normal round handle, and a second mode in which a pair of left and right grips provided on the steering handle function as a natural handle that rotates around the rotation axis while rotating around the rotation axis. The present invention relates to a vehicle steering device that can be switched between.
ステア・バイ・ワイヤ式の車両用操舵装置に用いられるステアリングハンドルを、車体に固定された矩形状のベース部と、そのベース部の左右両側部に沿って前後摺動自在に支持された一対のステアリンググリップとで構成し、右側のステアリンググリップを前方に移動させて左側のステアリンググリップを後方に移動させることで左旋回の信号を出力し、逆に右側のステアリンググリップを後方に移動させて左側のステアリンググリップを前方に移動させることで右旋回の信号を出力するものが、下記特許文献1により公知である。
ところで、従来から一般的に使用されている車両用のステアリングハンドルは円形の丸ハンドルであるが、これに代わるステアリングハンドル(ナチュラルハンドル)を、本出願人が特願2004−116872号により既に提案している。このステアリングハンドルは左右一対のグリップを備えており、これらのグリップを公転軸まわりに公転させながら自転軸まわりに自転させることで、ドライバーの手首に掛かる負担を軽減してステアリング操作を容易にしている。 By the way, a steering handle for a vehicle that has been generally used in the past is a circular round handle. However, an alternative steering handle (natural handle) has already been proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 2004-116872. ing. This steering handle has a pair of left and right grips, and by rotating these grips around the revolution axis while rotating around the revolution axis, the burden on the wrist of the driver is reduced and steering operation is facilitated. .
しかしながら、現状では従来の丸ハンドルを好むドライバーの要望と、前記ナチュラルハンドルを好むドライバーの要望とを一つのステアリングハンドルで共に満足させることはできず、また道路の状況によって丸ハンドルおよびナチュラルハンドルを使い分けたいというドライバーの要望も満足させることができなかった。 However, at present, the driver's request for the conventional round handle and the driver's request for the natural handle cannot be satisfied with a single steering handle, and the round handle and the natural handle are used properly depending on the road conditions. I couldn't satisfy the driver's request.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両用のステアリングハンドルを丸ハンドルおよびナチュラルハンドルの両方に使用可能としてドライバーの種々のニーズに答えることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to answer various needs of a driver by using a steering handle for a vehicle as both a round handle and a natural handle.
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、環状のステアリングハンドルと、ステアリングハンドルを支持して該ステアリングハンドルと一体に回転するハウジングと、ステアリングハンドルの回転をステアリングシャフトに伝達する伝達機構と、ステアリングシャフトの回転に基づいてステアリングハンドルの操作量を検知する操作量検知手段と、操作量検知手段で検知した操作量に基づいて車輪を転舵するアクチュエータとを備え、ステアリングハンドルは、ハウジングに固定された上下の固定部と、ステアリングシャフトに向かって斜め前方に延びる左右の支持軸でハウジングに揺動自在に軸支された左右の揺動部とに4分割された車両用操舵装置であって、伝達機構は、左右の揺動部が上下の固定部に連なってステアリングハンドルが環状になる位置に該揺動部をロックする第1モードと、左右の揺動部が左右の支持軸まわりに揺動することを許容する第2モードとを切り替えるモード切替手段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。 To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an annular steering handle, a housing that supports the steering handle and rotates integrally with the steering handle, and the steering shaft rotates the steering shaft. A transmission mechanism for transmitting to the steering wheel, an operation amount detection means for detecting an operation amount of the steering handle based on rotation of the steering shaft, and an actuator for turning the wheel based on the operation amount detected by the operation amount detection means, The steering handle is divided into four parts: an upper and lower fixed part fixed to the housing, and a left and right swinging part pivotally supported on the housing by left and right support shafts extending obliquely forward toward the steering shaft. In the vehicle steering apparatus, the transmission mechanism includes a left and right swinging portion connected to an upper and a lower fixing portion. Mode switching means for switching between a first mode in which the swinging portion is locked at a position where the tearing handle is annular and a second mode in which the left and right swinging portions are allowed to swing around the left and right support shafts. A vehicle steering apparatus characterized by the above is proposed.
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、前記伝達機構は、サンギヤ、リングギヤおよびプラネタリキャリヤの三つの要素を含む遊星歯車機構と、前記三つの要素のうちの第1要素に接続された第1ベベルギヤと、左右の支持軸に接続されて第1ベベルギヤに噛合する左右の第2ベベルギヤとを備え、前記三つの要素のうちの第2要素および第3要素はそれぞれハウジングおよびステアリングシャフトに接続され、
前記モード切替機構は、前記第1要素を前記第2、第3要素の少なくとも一方に結合して前記第1モードを確立し、前記第1要素を固定部に回転不能に結合して前記第2モードを確立することを特徴とする車両用操舵装置が提案される。
According to the invention described in claim 2, in addition to the configuration of claim 1, the transmission mechanism includes a planetary gear mechanism including three elements of a sun gear, a ring gear, and a planetary carrier, and among the three elements. A first bevel gear connected to the first element and left and right second bevel gears connected to the left and right support shafts and meshing with the first bevel gear, the second element and the third element of the three elements Are connected to the housing and steering shaft respectively
The mode switching mechanism establishes the first mode by coupling the first element to at least one of the second and third elements, and non-rotatably couples the first element to the fixed part. A vehicle steering system characterized by establishing a mode is proposed.
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、ステアリングハンドルがニュートラル位置にあるときに前記第1、第2モードを切り替え可能としたことを特徴とする車両用操舵装置が提案される。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the first and second modes can be switched when the steering handle is in the neutral position. A vehicle steering apparatus is proposed.
また請求項4に記載された発明によれば、環状のステアリングハンドルと、ステアリングハンドルを支持して該ステアリングハンドルと一体に回転するハウジングと、ステアリングハンドルの回転を車輪に接続されたステアリングシャフトに伝達する伝達機構とを備え、ステアリングハンドルは、ハウジングに固定された上下の固定部と、ステアリングシャフトに向かって斜め前方に延びる左右の支持軸でハウジングに揺動自在に軸支された左右の揺動部とに4分割された車両用操舵装置であって、伝達機構は、左右の揺動部が上下の固定部に連なってステアリングハンドルが環状になる位置に該揺動部をロックする第1モードと、左右の揺動部が左右の支持軸まわりに揺動することを許容する第2モードとを切り替えるモード切替手段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。 According to a fourth aspect of the invention, an annular steering handle, a housing that supports the steering handle and rotates integrally with the steering handle, and the rotation of the steering handle is transmitted to the steering shaft connected to the wheels. The steering handle is provided with an upper and lower fixed portion fixed to the housing, and a left and right swing supported on the housing by a left and right support shaft extending obliquely forward toward the steering shaft. The vehicle steering apparatus is divided into four parts, and the transmission mechanism has a first mode in which the swinging part is locked at a position where the left and right swinging parts are connected to the upper and lower fixing parts and the steering handle is annular. And a mode switching means for switching between the second mode that allows the left and right swinging portions to swing around the left and right support shafts. A vehicle steering system is proposed which is characterized in that the.
尚、第1、第2ステアリングアクチュエータ14,17は本発明のアクチュエータに対応し、実施例の支持部材35は本発明の固定部に対応し、実施例のサンギヤ39a、リングギヤ31aおよびプラネタリキャリヤ38aはそれぞれ本発明の第1要素、第2要素および第3要素に対応し、実施例の操舵角センサSaおよび操舵トルクセンサSbは本発明の操作量検知手段に対応し、実施例のモード切替スイッチSeは本発明のモード切替手段に対応する。
The first and
請求項1または請求項2の構成によれば、操舵装置の環状のステアリングハンドルを、ハウジングに固定された上下の固定部と、ステアリングシャフトに向かって斜め前方に延びる左右の支持軸でハウジングに揺動自在に軸支された左右の揺動部とに4分割して構成し、ステアリングハンドルの回転をステアリングシャフトに伝達する伝達機構に、左右の揺動部が上下の固定部に連なってステアリングハンドルが環状になる位置に該揺動部をロックする第1モードと、左右の揺動部が左右の支持軸まわりに揺動することを許容する第2モードとを切り替えるモード切替手段を設けたので、ドライバーの好み、ドライバーの熟練度、道路の状況等に応じて、ステアリングハンドルを通常の丸ハンドルとして使用する第1モードと、左右の揺動部を握って支持軸まわりに捩じりながらステアリングハンドルを操作する第2モードとを自由に選択することが可能となり、ドライバーの多様なニーズに応じることができる。 According to the configuration of claim 1 or claim 2, the annular steering handle of the steering device is rocked to the housing by the upper and lower fixing portions fixed to the housing and the left and right support shafts extending obliquely forward toward the steering shaft. The steering wheel is divided into four parts, the left and right swinging parts that are pivotally supported, and the steering mechanism is connected to the transmission mechanism that transmits the rotation of the steering handle to the steering shaft. Mode switching means is provided for switching between a first mode in which the swinging portion is locked at a position where the ring is annular and a second mode in which the left and right swinging portions are allowed to swing around the left and right support shafts. The first mode that uses the steering handle as a normal round handle according to the driver's preference, driver's skill level, road conditions, etc. Holding it is possible to freely select a second mode for operating the steering wheel while twisting around the support shaft, it is possible to meet the diverse needs of the driver.
請求項2の構成によれば、サンギヤ、リングギヤおよびプラネタリキャリヤの三つの要素を含む遊星歯車機構と、遊星歯車機構の第1要素に接続された第1ベベルギヤと、左右の支持軸に接続されて第1ベベルギヤに噛合する左右の第2ベベルギヤとで伝達機構を構成し、遊星歯車機構の第2要素および第3要素をそれぞれハウジングおよびステアリングシャフトに接続したので、モード切替手段で第1要素を第2、第3要素の少なくとも一方に結合することで、遊星歯車機構をロック状態にしてステアリングハンドルを環状にする第1モードを確立することができ、また第1要素を固定部に回転不能に結合することで、第1ベベルギヤにより左右の第2ベベルギヤを回転させて左右の揺動部が左右の支持軸まわりに揺動することを許容する第2モードを確立することができる。 According to the configuration of claim 2, the planetary gear mechanism including the three elements of the sun gear, the ring gear, and the planetary carrier, the first bevel gear connected to the first element of the planetary gear mechanism, and the left and right support shafts are connected. The transmission mechanism is constituted by the left and right second bevel gears meshed with the first bevel gear, and the second element and the third element of the planetary gear mechanism are connected to the housing and the steering shaft, respectively. 2. By connecting to at least one of the third elements, the first mode can be established in which the planetary gear mechanism is locked and the steering handle is made annular, and the first element is non-rotatably connected to the fixed part. By doing so, the left and right second bevel gears are rotated by the first bevel gear to allow the left and right swinging portions to swing around the left and right support shafts. It is possible to establish a 2 mode.
請求項3の構成によれば、ステアリングハンドルがニュートラル位置にあるときに第1、第2モードを切り替え可能としたので、ステアリングハンドルの操作中にモードが切り替わってドライバーに違和感を与えるのを防止することができる。 According to the configuration of the third aspect, since the first and second modes can be switched when the steering wheel is in the neutral position, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable by switching the mode during operation of the steering wheel. be able to.
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
図1〜図9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図、図2は車両の前部側面図、図3は図2の要部拡大図、図4は図3の4−4線拡大断面図、図5は図4の5方向矢視図、図6は図4の6−6線拡大断面図、図7は図4の7−7線拡大断面図、図8はステアリングハンドルを左に90°切ったときの、前記図5に対応する作用説明図、図9は図8の9方向矢視図である。 1 to 9 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall view of a vehicle steering system, FIG. 2 is a front side view of the vehicle, and FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3, FIG. 5 is a view taken along arrow 5 in FIG. 4, FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view taken along line 6-6 of FIG. FIG. 8 is an operation explanatory view corresponding to FIG. 5 when the steering handle is turned 90 ° to the left, and FIG. 9 is a view in the direction of arrow 9 in FIG.
図1に示すように、自動車の車輪W,Wを転舵するステアリングギヤボックス11は車体左右方向に摺動自在なラックバー12を備えており、ラックバー12の両端が左右のタイロッド13,13を介して左右の車輪W,Wに接続される。電気モータよりなる第1ステアリングアクチュエータ14により回転するピニオン15がラックバー12に形成したラック16に噛み合っており、第1ステアリングアクチュエータ14を駆動するとピニオン15およびラック16を介してラックバー12が車体左右方向に摺動し、タイロッド13,13を介して左右の車輪W,Wが転舵される。
As shown in FIG. 1, a
電気モータよりなる第2ステアリングアクチュエータ17と、それにより回転する環状のドライブギヤ18とがラックバー12の外周を囲むように配置される。ラックバー12に固定したブラケット19に支持した雌ねじ部材20に雄ねじ部材21が噛み合っており、この雄ねじ部材21の一端に設けたドリブンギヤ22が前記ドライブギヤ18に噛み合っている。従って、第2ステアリングアクチュエータ17を駆動すると、ドライブギヤ18の回転がドリブンギヤ22を介して雄ねじ部材21に伝達され、回転する雄ねじ部材21に噛み合う雌ねじ部材20が車体左右方向に移動することで、ラックバー12が車体左右方向に摺動して左右の車輪W,Wが転舵される。
A
尚、第1ステアリングアクチュエータ14は通常時に使用され、第2ステアリングアクチュエータ17は、第1ステアリングアクチュエータ14の故障時のバックアップに使用される。
The
図5に示すように、環状に形成されたステアリングハンドル23は、上下の固定部24U,24Dと左右の揺動部24L,24Rとに4分割されており、上下の固定部24U,24Dはステアリングハンドル23の中央に位置するハウジング25にスポーク26,26を介して固定されるとともに、左右の揺動部24L,24Rはハウジング25に回転自在に支持された左右の支持軸27L,27Rにスポーク28,28を介して揺動自在に枢支される。
As shown in FIG. 5, the
図2〜図4に示すように、ハウジング25はカップ状のハウジング本体29と、その前面の開口部にボルト30…で固定されたハウジングカバー31とで構成されており、ハウジング本体29に突設した左右の突出部29a,29aにローラベアリング32,32を介して左右の支持軸27L,27Rの中間部が回転自在に支持され、左右の支持軸27L,27Rの前端部がハウジングカバー31にボールベアリング33,33を介して回転自在に支持される。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
ハウジング25の前方に配置された後部コラムカバー34の内部に円筒状の支持部材35がボルト36…で固定されており、支持部材35の内部に一対のボールベアリング37,37を介して中空軸38が回転自在に支持される。中央部にサンギヤ39aを一体に備えたサンギヤ軸39の一端側が、ハウジングカバー31にニードルベアリング40およびボールベアリング41を介して回転自在に支持されるとともに、ハウジング本体29にプレーンベアリング42を介して回転自在に支持される。またサンギヤ軸39の他端側が、中空軸38の内部に嵌合し、ニードルベアリング43,43で相対回転自在に支持される。
A
図2〜図4に図6を併せて参照すると明らかなように、中空軸38に一体に形成したプラネタリキャリヤ38aに円周方向に120°ずつ離間した3本のプラネタリギヤ軸44…が設けられており、各々のプラネタリギヤ軸44…にプラネタリギヤ45…が回転自在に支持される。これらのプラネタリギヤ45…はサンギヤ軸39に一体に形成したサンギヤ39aに噛合すると同時に、ハウジングカバー31に一体に形成したリングギヤ31aに噛合する。そしてサンギヤ39a、プラネタリキャリヤ38a、リングギヤ31aおよびプラネタリギヤ45…は、遊星歯車機構46を構成する。
2 to 4 together with FIG. 6, the
サンギヤ軸39に一体に設けた第1ベベルギヤ47に、左右の支持軸27L,27Rに一体に設けた第2ベベルギヤ48L,48Rが噛合する。サンギヤ軸39の中心を通る公転軸Aに対して、左右の支持軸27L,27Rの中心を通る自転軸AL,ARは各々35°の角度で交差している。つまり公転軸Aを挟んで左右の自転軸AL,ARは相互に70°の角度で交差している。そして、サンギヤ軸39の前端にステアリングシャフト49の後端が同軸にスプライン結合される。
これらの遊星歯車機構46、第1ベベルギヤ47および第2ベベルギヤ48L,48Rは、ステアリングハンドル23の操作をステアリングシャフト49に伝達する伝達機構58を構成する。
The
後部コラムカバー34の前端にボルト50…で固定された前部コラムカバー51の内部に延びるステアリングシャフト49に前端部には、ドライバーがステアリングハンドル23に入力した操舵角δを検知する操舵角センサSaが設けられ、ステアリングシャフト49の中間部には、ドライバーがステアリングハンドル23に入力した操舵トルクTを検知する操舵トルクセンサSbが設けられる。またステアリングシャフト49の中間部には操舵反力発生手段52が設けられる。操舵反力発生手段52は電気モータあるいは油圧によりステアリングハンドル23に擬似的な操舵反力を付与するもので、その出力軸に設けた駆動ギヤ53がステアリングシャフト49に設けた従動ギヤ54に噛合することで操舵反力の方向および大きさを任意に制御可能である。
A steering angle sensor Sa for detecting a steering angle δ input by the driver to the steering handle 23 at the front end portion of the steering
図4および図7から明らかなように、サンギヤ軸39の前部にソレノイド55が収納されており、その出力ロッド56はスプリング57の弾発力で図7の下向きに付勢され、その下端がサンギヤ軸39の外周に嵌合する中空軸38の係止孔38bに係合する。この状態では、サンギヤ軸39が中空軸38に結合されてサンギヤ39aがプラネタリキャリヤ38aと一体化され、結果的にサンギヤ39a、プラネタリキャリヤ38aおよびリングギヤ31aが一体化されて遊星歯車機構46はロック状態となる。
As apparent from FIGS. 4 and 7, a
また前記出力ロッド56の上部は、中空軸38に形成した180°の中心角を有する切欠38cを貫通し、支持部材35に形成した係止孔35aに係合可能に臨んでいる。従って、ソレノイド55を励磁して出力ロッド56をスプリング57の弾発力に抗して上動させると、出力ロッド56の下端が中空軸38の係止孔38bから離脱して支持部材35に係合する。この状態では、サンギヤ39aと一体のサンギヤ軸39が支持部材35の係止孔35aに回転不能に結合されるが、プラネタリキャリヤ38aと一体の中空軸38は、その切欠38cの範囲で自由に回転することができる。
The upper portion of the
図1に示すように、第1ステアリングアクチュエータ14の作動は第1ステアリングアクチュエータ用電子制御ユニットUaにより制御され、第2ステアリングアクチュエータ17の作動は第2ステアリングアクチュエータ用電子制御ユニットUbにより制御され、操舵反力発生手段52の作動は操舵反力発生手段用電子制御ユニットUcにより制御される。
As shown in FIG. 1, the operation of the
第1、第2ステアリングアクチュエータ用電子制御ユニットUa,Ubには操舵角センサSaで検知した操舵角δと、車速センサScで検知した車速Vと、ラック位置センサSdで検知したラック位置Pとが入力され、操舵反力発生手段用電子制御ユニットUcには、操舵角センサSaで検知した操舵角δと、操舵トルクセンサSbで検知した操舵トルクTと、車速センサScで検知した車速Vとが入力される。 The first and second steering actuator electronic control units Ua and Ub have a steering angle δ detected by the steering angle sensor Sa, a vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor Sc, and a rack position P detected by the rack position sensor Sd. The steering reaction force generating means electronic control unit Uc is inputted with the steering angle δ detected by the steering angle sensor Sa, the steering torque T detected by the steering torque sensor Sb, and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor Sc. Entered.
また第1ステアリングアクチュエータ用電子制御ユニットUaにはモード切替スイッチSeが接続されており、このモード切替スイッチSeの操作により伝達機構58のソレノイド55への通電が制御される。
Further, a mode changeover switch Se is connected to the first steering actuator electronic control unit Ua, and energization to the
次に、上記構成を備えた実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment having the above configuration will be described.
モード切替スイッチSeで第1モードを選択すると、ステアリングハンドル23は通常の丸ハンドルとして機能する。このとき、ソレノイド55は消磁状態にあって出力ロッド56はスプリング57の弾発力で図7の下向きに付勢され、その下端がサンギヤ軸39の外周に嵌合する中空軸38の係止孔38bに係合するため、サンギヤ軸39が中空軸38に結合されてサンギヤ39aがプラネタリキャリヤ38aと一体化される。その結果、サンギヤ39a、プラネタリキャリヤ38aおよびリングギヤ31aが一体化されて遊星歯車機構46はロック状態となる。
When the first mode is selected with the mode changeover switch Se, the steering handle 23 functions as a normal round handle. At this time, the
この第1モードでは遊星歯車機構46がロック状態になり、サンギヤ39aを有するサンギヤ軸39と、プラネタリキャリヤ38aを有する中空軸38とがハウジング25に一体化され、サンギヤ軸39に設けた第1ベベルギヤ47に第2ベベルギヤ48L,48Rを介して接続された左右の支持軸27L,27Rもハウジング25に一体化される。その結果、ステアリングハンドル23の上下の固定部24U,24Dに対して左右の揺動部24L,24Rが一体化され、ステアリングハンドル23は通常の丸ハンドルと同じ形状になる。
In this first mode, the
この状態でステアリングハンドル23を公転軸Aまわりに操作すると、その回転がハウジング25からロック状態にある遊星歯車機構46のプラネタリキャリヤ38aおよび中空軸38を介してステアリングシャフト49に伝達され、ステアリングシャフト49に接続された操舵角センサSaおよび操舵トルクセンサSbによって操舵角δおよび操舵トルクTが検知される。
When the steering handle 23 is operated around the revolution axis A in this state, the rotation is transmitted from the
操舵角センサSaで検知した操舵角δと、車速センサScで検知した車速Vと、ラック位置センサSdで検知したラック位置Pとが第1ステアリングアクチュエータ用電子制御ユニットUaに入力される。第1ステアリングアクチュエータ用電子制御ユニットUaは、例えば、ステアリングハンドル23の操舵角δに比例した車輪W,Wの転舵角γが得られるように第1ステアリングアクチュエータ14を駆動し、ステアリングギヤボックス11を介して車輪W,Wを転舵する。
The steering angle δ detected by the steering angle sensor Sa, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor Sc, and the rack position P detected by the rack position sensor Sd are input to the first steering actuator electronic control unit Ua. The electronic control unit Ua for the first steering actuator drives the
このとき、ラック位置センサSdで検知したラック位置P(つまり、車輪W,Wの転舵角γ)が目標位置に一致するようにフィードバック制御が行われる。また、例えば、車速センサScで検知した車速Vが大きいときには車輪W,Wの目標転舵角を減少させ、前記車速Vが小さいときには車輪W,Wの目標転舵角を増加させることで、高速時に車両の直進安定性を高めるとともに、低速時に車両の取り回しを容易にすることができる。 At this time, feedback control is performed so that the rack position P detected by the rack position sensor Sd (that is, the turning angle γ of the wheels W, W) matches the target position. For example, when the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor Sc is high, the target turning angle of the wheels W and W is decreased, and when the vehicle speed V is low, the target turning angle of the wheels W and W is increased. Sometimes, it is possible to improve the straight running stability of the vehicle and facilitate the handling of the vehicle at a low speed.
ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置ではステアリングハンドル23に車輪W,Wからの操舵反力が作用しないため、操舵反力発生手段用電子制御ユニットUcからの指令で操舵反力発生手段52を駆動し、ステアリングハンドル23に操舵反力を付与する必要がある。その際の目標操舵反力は、操舵角センサSaで検知した操舵角δおよび車速センサScで検知した車速Vをパラメータとしてマップ検索される。このマップは、操舵角δが大きくなるほど操舵反力が大きくなり、かつ車速Vが大きくなるほど操舵反力が大きくなるように設定される。そして操舵トルクセンサSbで検知した操舵トルクTが前記目標操舵反力に一致するように、操舵反力発生手段52の駆動がフィードバック制御される。このように、操舵反力発生手段52でステアリングハンドル23に擬似的な操舵反力を付与することで、ドライバーの違和感を解消することができる。
In the steer-by-wire type steering apparatus, since the steering reaction force from the wheels W, W does not act on the
また第1ステアリングアクチュエータ14の故障時には、第2ステアリングアクチュエータ用電子制御ユニットUbが第2ステアリングアクチュエータ17を同様に制御することで、車輪W,Wの転舵を支障なく継続することができる。
When the
さて、モード切替スイッチSeで第2モードを選択すると、ステアリングハンドル23は通常の丸ハンドルではなく、回転角がニュートラル位置から左右に各90°に制限されたナチュラルハンドルとして機能する。このとき、ソレノイド55は励磁されて出力ロッド56はスプリング57の弾発力に抗して図7の上向きに駆動され、その上端が支持部材35の係止孔35aに係合するため、サンギヤ軸39(つまりサンギヤ39a)が支持部材35に回転不能に拘束される。
When the second mode is selected by the mode changeover switch Se, the steering handle 23 is not a normal round handle but functions as a natural handle whose rotation angle is limited to 90 ° to the left and right from the neutral position. At this time, the
この第2モードはドライバーがステアリングハンドル23の左右の揺動部24L,24Rを握って操作するようになっており、揺動部24L,24Rに加えられた操舵トルクでハウジング25(つまりリングギヤ31a)が回転すると、サンギヤ39aが回転不能に拘束されているために、プラネタリキャリヤ38a(つまり中空軸38)が回転する。このようにして中空軸38が回転すると、それに接続されたステアリングシャフト49が回転することで操舵角センサSaおよび操舵トルクセンサSbによって操舵角δおよび操舵トルクTが検知され、前述した第1モードの場合と同様にして第1ステアリングアクチュエータ14(あるいは第2ステアリングアクチュエータ17)が作動して車輪W,Wが転舵される。
In this second mode, the driver grips and operates the left and
但し、第2モードではフル転舵までのステアリングシャフト49の回転角が第1モードに比べて小さくなるため、車輪W,Wの転舵角が充分に得られるように、モードの切り替えに応じてゲインの変更が行われる。このゲインは遊星歯車機構46のギヤ比の設定により調整される。
However, in the second mode, the rotation angle of the steering
尚、この第2モードでは、回転不能に固定されたサンギヤ軸39、出力ロッド56および支持部材35に対して中空軸38が相対的に回転するが、中空軸38に設けた切欠38c(図7参照)によって出力ロッド56との干渉が回避されるため、中空軸38は支障なく回転することができる。
In this second mode, the
上述した第2モードにおいて、ステアリングハンドル23を図5に示すニュートラル状態から、例えば図8および図9に示すように公転軸Aまわりに左旋回方向に操作すると、左側の揺動部24Lは自転軸ALまわりに反時計方向に自転し、また右側の揺動部24Rも自転軸ARまわりに反時計方向に自転する。
In the second mode described above, when the steering handle 23 is operated from the neutral state shown in FIG. 5 in the left turning direction around the revolution axis A as shown in FIGS. It rotates in the counterclockwise direction around the AL, and the
このようにステアリングハンドル23を公転軸Aまわりに左旋回方向に操作すると、サンギヤ軸39と共に回転不能に拘束された第1ベベルギヤ47に噛合する第2ベベルギヤ48L,48Rが公転軸Aまわりに反時計方向に公転しながら、自転軸AL,ARまわりに相互に連動して反時計方向に自転するため、ドライバーの左右の手首は自然に捻られて無理な角度にならず、ドライバーのステアリング操作が容易になる。そして最終的にステアリングハンドル23の公転軸Aまわりに限界回転角は90°に抑えられる。従って、ドライバーは肘の位置をほぼ固定したまま、腕の肘から先の部分および手だけを動かしてステアリングハンドル23を操作することが可能になり、ステアリング操作が一層容易になる。
When the steering handle 23 is operated in the left-turning direction about the revolution axis A in this way, the
ここまでステアリングハンドル23を左旋回方向に操作する場合について説明したが、ステアリングハンドル23を右旋回方向に操作する場合の作用も同じである。 Although the case where the steering handle 23 is operated in the left turning direction has been described so far, the operation when the steering handle 23 is operated in the right turning direction is the same.
尚、第1モードおよび第2モードを切り替えるとき、ステアリングハンドル23がニュートラル位置にないと、ソレノイド55の出力ロッド56が中空軸38の係止孔38bあるいは支持部材35の係止孔35aに係合しないため、車両の旋回中に第1、第2モードが切り替わってドライバーに違和感を与えるのを防止することができる。
When switching between the first mode and the second mode, if the steering handle 23 is not in the neutral position, the
以上のように、ドライバーがモード切替スイッチSeを操作するだけで、ドライバーの好み、ドライバーの熟練度、走行している道路の状態等に応じて、ステアリングハンドル23を丸ハンドルとしてもナチュラルハンドルとしても使用できるため、ドライバーの多様なニーズに答えるとともに、運転の楽しさを増加させることができる。 As described above, just by operating the mode changeover switch Se, the steering handle 23 can be used as a round handle or a natural handle depending on the driver's preference, the skill level of the driver, the road conditions, etc. Because it can be used, it can meet the diverse needs of the driver and increase the fun of driving.
以上、本発明の実施例を説明したが、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。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施例ではステア・バイ・ワイヤ式の操舵装置について説明したが、本発明はステアリングシャフト49がステアリングギヤボックスを介して車輪W,Wに機械的に接続された通常の操舵装置に対しても適用することが可能である。この場合においても、ドライバーのステアリング操作を油圧アクチュエータあるいは電気アクチュエータでアシストすることが望ましい。
For example, although the steer-by-wire type steering device has been described in the embodiment, the present invention is applied to a normal steering device in which the
また実施例では遊星歯車機構46のサンギヤ39aを第1要素とし、リングギヤ31aを第2要素とし、プラネタリキャリヤ38aを第3要素としているが、その組み合わせは任意である。
In the embodiment, the
また実施例では左右の揺動部24L,24Rの自転軸AL,ARは相互に70°をなしているが、その角度は70°に限定されるものではない。
In the embodiment, the rotation axes AL and AR of the left and right
14 第1ステアリングアクチュエータ(アクチュエータ)
17 第2ステアリングアクチュエータ(アクチュエータ)
23 ステアリングハンドル
24U 固定部
24D 固定部
24L 揺動部
24R 揺動部
25 ハウジング
27L 支持軸
27R 支持軸
31a リングギヤ(第2要素)
35 支持部材(固定部)
38a プラネタリキャリヤ(第3要素)
39a サンギヤ(第1要素)
47 第1ベベルギヤ
48L 第2ベベルギヤ
48R 第2ベベルギヤ
49 ステアリングシャフト
58 伝達機構
Sa 操舵角センサ(操作量検知手段)
Sb 操舵トルクセンサ(操作量検知手段)
Sc モード切替スイッチ(モード切替手段)
W 車輪
14 First steering actuator (actuator)
17 Second steering actuator (actuator)
23 Steering handle 24U
35 Support member (fixed part)
38a Planetary carrier (third element)
39a Sun gear (first element)
47
Sb steering torque sensor (operation amount detection means)
Sc mode change switch (mode change means)
W wheel
Claims (4)
ステアリングハンドル(23)は、ハウジング(25)に固定された上下の固定部(24U,24D)と、ステアリングシャフト(49)に向かって斜め前方に延びる左右の支持軸(27L,27R)でハウジング(25)に揺動自在に軸支された左右の揺動部(24L,24R)とに4分割された車両用操舵装置であって、
伝達機構(58)は、左右の揺動部(24L,24R)が上下の固定部(24U,24D)に連なってステアリングハンドル(23)が環状になる位置に該揺動部(24L,24R)をロックする第1モードと、左右の揺動部(24L,24R)が左右の支持軸(27L,27R)まわりに揺動することを許容する第2モードとを切り替えるモード切替手段(Se)を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。 An annular steering handle (23), a housing (25) that supports the steering handle (23) and rotates integrally with the steering handle (23), and the rotation of the steering handle (23) is transmitted to the steering shaft (49). A transmission mechanism (58), an operation amount detection means (Sa, Sb) for detecting an operation amount of the steering handle (23) based on rotation of the steering shaft (49), and an operation amount detection means (Sa, Sb). An actuator (14, 17) for turning the wheel (W) based on the detected operation amount;
The steering handle (23) includes upper and lower fixing parts (24U, 24D) fixed to the housing (25) and left and right support shafts (27L, 27R) extending obliquely forward toward the steering shaft (49). 25) a vehicle steering apparatus divided into four parts into left and right swing parts (24L, 24R) pivotably supported by
The transmission mechanism (58) includes the swinging portions (24L, 24R) at positions where the left and right swinging portions (24L, 24R) are connected to the upper and lower fixing portions (24U, 24D) and the steering handle (23) is annular. Mode switching means (Se) for switching between a first mode for locking the left and right and a second mode for allowing the left and right swinging portions (24L, 24R) to swing around the left and right support shafts (27L, 27R). A vehicle steering apparatus comprising the vehicle steering apparatus.
ステアリングハンドル(23)は、ハウジング(25)に固定された上下の固定部(24U,24D)と、ステアリングシャフト(49)に向かって斜め前方に延びる左右の支持軸(27L,27R)でハウジング(25)に揺動自在に軸支された左右の揺動部(24L,24R)とに4分割された車両用操舵装置であって、
伝達機構(58)は、左右の揺動部(24L,24R)が上下の固定部(24U,24D)に連なってステアリングハンドル(23)が環状になる位置に該揺動部(24L,24R)をロックする第1モードと、左右の揺動部(24L,24R)が左右の支持軸(27L,27R)まわりに揺動することを許容する第2モードとを切り替えるモード切替手段(Se)を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
An annular steering handle (23), a housing (25) that supports the steering handle (23) and rotates integrally with the steering handle (23), and the rotation of the steering handle (23) are connected to the wheels (W). A transmission mechanism (58) for transmitting to the steering shaft (49).
The steering handle (23) includes upper and lower fixing parts (24U, 24D) fixed to the housing (25) and left and right support shafts (27L, 27R) extending obliquely forward toward the steering shaft (49). 25) a vehicle steering apparatus divided into four parts into left and right swing parts (24L, 24R) pivotably supported by
The transmission mechanism (58) includes the swinging portions (24L, 24R) at positions where the left and right swinging portions (24L, 24R) are connected to the upper and lower fixing portions (24U, 24D) and the steering handle (23) is annular. Mode switching means (Se) for switching between a first mode for locking the left and right and a second mode for allowing the left and right swinging portions (24L, 24R) to swing around the left and right support shafts (27L, 27R). A vehicle steering apparatus comprising the vehicle steering apparatus.
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