JP4983013B2 - Steering control device - Google Patents
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Description
本発明は、操作部と転舵部を断接するクラッチと、操作部に操舵反力を付与する操舵反力モータと、を備えたステアバイワイヤシステムに適用される操舵制御装置の技術分野に属する。 The present invention belongs to a technical field of a steering control device applied to a steer-by-wire system including a clutch that connects and disconnects an operation unit and a steered unit, and a steering reaction force motor that applies a steering reaction force to the operation unit.
従来、クラッチを持たないリンクレスの車両用操舵装置において、低速、中速、高速走行のそれぞれの場面に対応した操舵反力に制御することができて、しかも、電動モータ制御による反力制御則を簡単に作ることができるようにすることを目的とし、電動モータとは別個に、コラムに抵抗を付与する抵抗付与機を設け、該抵抗付与機の抵抗を、車速信号及び路面情報信号に応じて制御するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の車両用操舵装置にあっては、コラムに抵抗を付与する抵抗付与機を反力ばねと電動モータとの間に設ける構成となっていたため、コラムの軸長が長くなってしまい操作部が大型化するし、また、摩擦材等を交換するためには反力ばねと電動モータを取り外す必要があり、労力がかかってしまう、という問題があった。 However, in the conventional vehicle steering apparatus, since the resistance applying machine for applying resistance to the column is provided between the reaction force spring and the electric motor, the column axial length becomes long and the operation is performed. In addition, there is a problem in that the size of the portion increases, and it is necessary to remove the reaction spring and the electric motor in order to replace the friction material and the like.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、摩擦材等の交換に労力を要さず、操作部のコンパクト化を達成しながら、操舵反力モータでは与えることができない静摩擦力を与えることができる操舵制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and does not require labor for exchanging friction materials and the like, and provides a static friction force that cannot be provided by a steering reaction force motor while achieving a compact operation unit. An object of the present invention is to provide a steering control device that can perform the above operation.
上記目的を達成するため、本発明では、操作部と転舵部を切り離してステアバイワイヤ制御を行い、非ステアバイワイヤ制御時には前記操作部と前記転舵部とを締結するクラッチと、
操作部に操舵反力を付与する操舵反力モータと、
入力側ベベルギアを設けた入力軸と、前記入力側ベベルギアと噛み合う出力側ベベルギアを設けた出力軸とをハウジング内に有し、前記操舵反力モータからの入力回転を、回転軸方向を変換して、前記クラッチへ出力する回転軸方向変換手段と、
互いに噛み合う前記一対のベベルギアの端面と、該ギア端面と対向する前記ハウジングの内面と、により形成される空間位置に配置され、前記回転軸方向変換手段の入力軸と出力軸のうち、少なくとも一方の軸回転に対し摩擦材により静摩擦力を付与する抵抗力付与手段と、
を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the present invention, a steer-by-wire control is performed by separating the operation unit and the steered unit, and a clutch that fastens the operation unit and the steered unit during non-steer-by-wire control,
A steering reaction force motor for applying a steering reaction force to the operation unit;
An input shaft provided with an input side bevel gear and an output shaft provided with an output side bevel gear meshing with the input side bevel gear are provided in the housing, and the input rotation from the steering reaction force motor is converted in the direction of the rotation axis. Rotating shaft direction converting means for outputting to the clutch;
At least one of the input shaft and the output shaft of the rotating shaft direction converting means is disposed in a spatial position formed by the end surfaces of the pair of bevel gears meshing with each other and the inner surface of the housing facing the gear end surfaces. A resistance applying means for applying a static friction force to the shaft rotation by a friction material;
It is provided with.
よって、本発明の操舵制御装置にあっては、回転軸方向変換手段において、操舵反力モータからの入力回転が、回転軸方向を変換して、クラッチへ出力される。この回転軸方向の変換時、抵抗力付与手段において、回転軸方向変換手段の入力軸と出力軸のうち、少なくとも一方の軸回転に対し抵抗力が付与される。
すなわち、抵抗力付与手段を、回転軸方向変換手段の入力軸と出力軸のうち、少なくとも一方の軸回転に対し抵抗力を付与する手段、つまり、抵抗力付与手段を回転軸方向変換手段に一体化したことで、摩擦材等を交換する際は、回転軸方向変換手段の一部を取り外すだけで達成でき、従来技術のように摩擦材等を交換するために操舵反力モータ等を取り外す必要がなく、摩擦材等の交換に労力を要さない。
また、例えば、操作部に操舵反力モータと抵抗力付与手段とクラッチとを直列に配置した場合、3部材により操作部の軸長が長くなり大型化する。これに対し、本発明では、操作部に操舵反力モータと回転軸方向変換手段(抵抗力付与手段を内蔵すると共にクラッチを側部に配置)との2部材が直列に配置されることになり、操作部のコンパクト化が達成される。
さらに、操作部と転舵部とを切り離しての操舵時、ドライバーに対しては、操舵反力モータからの操舵反力に加え、抵抗力付与手段からの抵抗力が付与される。つまり、操舵反力モータでは与えることができない静摩擦力を与えることができる。
この結果、摩擦材等の交換に労力を要さず、操作部のコンパクト化を達成しながら、操舵反力モータでは与えることができない静摩擦力を与えることができる。
Therefore, in the steering control device of the present invention, in the rotation axis direction conversion means, the input rotation from the steering reaction force motor converts the rotation axis direction and is output to the clutch. During the conversion in the rotation axis direction, the resistance force applying means applies a resistance force to at least one of the input shaft and the output shaft of the rotation axis direction conversion means.
That is, the means for applying the resistance force is a means for applying a resistance force to the rotation of at least one of the input shaft and the output shaft of the rotation axis direction conversion means, that is, the resistance force application means is integrated with the rotation axis direction conversion means. As a result, when replacing the friction material, etc., it can be achieved by simply removing a part of the rotating shaft direction conversion means, and it is necessary to remove the steering reaction force motor, etc. to replace the friction material, etc. as in the prior art. There is no need for labor to replace friction materials.
Further, for example, when the steering reaction force motor, the resistance force applying means, and the clutch are arranged in series in the operation unit, the shaft length of the operation unit is increased and the size is increased by three members. On the other hand, in the present invention, the steering member reaction force motor and the rotating shaft direction conversion means (with the built-in resistance force applying means and the clutch arranged on the side portion) are arranged in series in the operation portion. Thus, a compact operation unit is achieved.
Further, during steering with the operation unit and the steering unit separated, a resistance force from the resistance force applying means is applied to the driver in addition to the steering reaction force from the steering reaction force motor. That is, a static friction force that cannot be applied by a steering reaction force motor can be applied.
As a result, it is possible to apply a static friction force that cannot be applied by the steering reaction force motor while achieving compactness of the operation unit without requiring labor for exchanging the friction material and the like.
以下、本発明の操舵制御装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例1及び実施例2に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the steering control device of the present invention will be described based on Example 1 and Example 2 shown in the drawings.
まず、構成を説明する。
[全体構成について]
図1は実施例1の操舵制御装置が適用されたステアバイワイヤシステム(以下、「SBWシステム」という。)を示す全体構成図である。
実施例1の操舵制御装置が適用されたSBWシステムは、ハンドル1と、操舵反力モータ2と、回転軸方向変換手段3と、クラッチ4と、第1ケーブルプーリ5と、バックアップケーブル6と、第2ケーブルプーリ7と、ピニオン軸8と、転舵モータ9と、ラックギア10と、を備えている。
ここで、ハンドル1と操舵反力モータ2と回転軸方向変換手段3とが操作部に相当する。また、クラッチ4と第1ケーブルプーリ5とバックアップケーブル6と第2ケーブルプーリ7とがバックアップ機構に相当する。また、ピニオン軸8と転舵モータ9とラックギア10とが転舵部に相当する。
First, the configuration will be described.
[Overall configuration]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a steer-by-wire system (hereinafter referred to as “SBW system”) to which the steering control device of the first embodiment is applied.
The SBW system to which the steering control device of the first embodiment is applied includes a handle 1, a steering
Here, the handle 1, the steering
前記操舵反力モータ2は、図外のコントローラに設定されている所定の操舵反力制御則により、機械的に連結されている操舵装置における操向輪側からハンドルを介してドライバーに伝達される反力トルクを模擬し、この模擬した反力トルクを得る制御指令値を受けて作動することにより、ハンドル1に対して操舵反力を付与する。
The steering
前記回転軸方向変換手段3は、前記操舵反力モータ2からの入力回転を、回転軸方向を直角方向に変換して、前記クラッチ4へ出力する。
この回転軸方向変換手段3には、回転軸方向変換手段3の入力軸13の軸回転に対し抵抗力を付与する抵抗力付与手段11を内蔵する。なお、回転軸方向変換手段3及び抵抗力付与手段11の詳しい構成は、後述する。
The rotating shaft direction conversion means 3 converts the input rotation from the steering
The rotating shaft direction converting means 3 incorporates a resistance
前記クラッチ4は、前記操作部(ハンドル1、操舵反力モータ2、回転軸方向変換手段3)と前記転舵部(ピニオン軸8、転舵モータ9、ラックギア10)とを断接する。
The
前記第1ケーブルプーリ5とバックアップケーブル6と第2ケーブルプーリ7とは、ケーブルコラムを構成し、前記クラッチ4の締結時、ハンドル1に加えられた操舵トルクを機械的に伝達する。
The
すなわち、SBWシステムの正常時においては、前記クラッチ4を切り離した開放状態とし、SBW制御として、前記操舵反力モータ2に対する操舵反力制御と、前記転舵モータ9に対する転舵制御と、を実行する。
また、SBWシステムのフェイル時等においては、前記クラッチ4を締結し、ケーブルコラム(第1ケーブルプーリ5、バックアップケーブル6、第2ケーブルプーリ7)を介して操作部と転舵部とを機械的に連結し、操舵反力モータ2あるいは転舵モータ9の少なくとも一方が正常である場合、正常なモータをアシストモータとして電動パワーステアリング制御を行う。
That is, when the SBW system is normal, the
Further, when the SBW system fails, the
前記転舵モータ9は、図外のコントローラに設定されている所定の転舵制御則により、ハンドル1に加えられたドライバーの操舵意図に応じて操向輪に与えるべき転舵角を計算し、この計算した転舵角を得る制御指令値を受けて作動することにより、ピニオン軸8及びラックギア10を介して図外の操向輪を転舵する。
The steered
[回転軸方向変換手段の構成について]
図2は実施例1の操舵制御装置における回転軸方向変換手段の第1構成例を示す断面図、図3は実施例1の操舵制御装置における回転軸方向変換手段の第2構成例を示す断面図である。以下、第1構成例と第2構成例との共通する構成について説明する。
[Configuration of Rotating Axial Direction Conversion Means]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first configuration example of the rotation axis direction conversion means in the steering control device of the first embodiment, and FIG. 3 is a cross section showing a second configuration example of the rotation axis direction conversion means in the steering control device of the first embodiment. FIG. Hereinafter, a configuration common to the first configuration example and the second configuration example will be described.
まず、実施例1では、操作部と転舵部を断接するクラッチ4と、操作部に操舵反力を付与する操舵反力モータ2と、を備えた操舵制御装置において、前記操舵反力モータ2からの入力回転を、回転軸方向を直角方向に変換して、前記クラッチ4へ出力する回転軸方向変換手段3と、前記回転軸方向変換手段3の入力軸13の軸回転に対し抵抗力を付与する抵抗力付与手段11と、を備えている。
First, in the first embodiment, the steering
前記回転軸方向変換手段3は、入力側ベベルギア12を剛結した入力軸13と、前記入力側ベベルギア12と噛み合う出力側ベベルギア14を剛結した出力軸15と、をハウジング16内に有し、前記抵抗力付与手段11は、互いに噛み合う前記一対のベベルギア12,14の端面と、該ギア端面と対向する前記ハウジング16の内面と、により形成される空間17の位置に配置している。
The rotating shaft direction converting means 3 includes an
前記抵抗力付与手段11は、前記入力側ベベルギア12を貫通して設けた前記入力軸13の入力延長軸13aに抵抗力を付与する。
前記抵抗力付与手段11は、前記入力延長軸13aの端部にネジ18により固定された第1摩擦板19と、前記回転軸方向変換手段3のハウジング16に支持された第2摩擦板20と、の摩擦力によって抵抗力を付与するようにしている。
The resistance force applying means 11 applies a resistance force to the
The resistance applying means 11 includes a
前記抵抗力付与手段11は、前記第1摩擦板19に第2摩擦板20を押し付ける力を調整する抵抗力調整手段21を設けている。
前記抵抗力調整手段21は、前記第2摩擦板20を弾性体22を介して前記ハウジング16に支持し、前記弾性体22の弾性力を調整することで行う。
すなわち、前記ハウジング16と前記弾性体22との間に支持部材23を設け、前記抵抗力調整手段21は、前記支持部材23と前記第1摩擦板19との距離Lを調整することで行う。
ここで、前記支持部材23は、ハウジング16に対しボルト24を介して支持され、このボルト24のネジ部に螺合するナット25により、第1摩擦板19との距離Lを調整可能な構成としている。
The resistance
The resistance adjusting means 21 is performed by supporting the
That is, a
Here, the
次に、図2に示す回転軸方向変換手段3の第1構成例と、図3に示す回転軸方向変換手段3の第2構成例とは、下記の点で相違する。
第1構成例では、図2に示すように、抵抗力付与手段11は、ハウジング16内の空間17において、入力側ベベルギア12側から順に、支持部材23、弾性体22、第2摩擦板20、第1摩擦板19が配列され、この配列に基づき、支持部材23と第2摩擦板20の中央部に入力延長軸13aを貫通する軸穴23a,20aを形成している。
これに対し、第2構成例では、図3に示すように、抵抗力付与手段11は、ハウジング16内の空間17において、入力側ベベルギア12側から順に、第1摩擦板19、第2摩擦板20、弾性体22、支持部材23が配列され、この配列に基づき、第1構成例の軸穴23a,20aを省略している。
Next, the first configuration example of the rotation axis direction conversion means 3 shown in FIG. 2 is different from the second configuration example of the rotation axis direction conversion means 3 shown in FIG.
In the first configuration example, as shown in FIG. 2, in the
On the other hand, in the second configuration example, as shown in FIG. 3, the
次に、作用を説明する。
[背景技術の問題点]
ステアバイワイヤシステムにおいては操作部側と転舵部側とが機械的に連結されていないため、操舵反力モータで操舵反力を生成する。しかし、モータの特性上、静摩擦力は生成できないため、特に微小舵角での操舵反力の生成が困難である。
そこで、操舵反力モータの他に抵抗付与機を備えるステアバイワイヤの構成が提案されているが、従来例(特開平11−78947号公報)に記載されているように、コラムに付与する抵抗付与機を反力ばねと操舵反力モータの間に設けると、コラムの軸長が長くなってしまう。また、摩擦材等を交換するには、反力ばねと操舵反力モータを取り外す必要があり、労力がかかってしまう。
Next, the operation will be described.
[Problems of background technology]
In the steer-by-wire system, since the operation unit side and the steered unit side are not mechanically connected, a steering reaction force motor generates a steering reaction force. However, since a static friction force cannot be generated due to the characteristics of the motor, it is difficult to generate a steering reaction force particularly at a small steering angle.
Therefore, a steer-by-wire configuration including a resistance imparting machine in addition to the steering reaction force motor has been proposed. However, as described in a conventional example (Japanese Patent Laid-Open No. 11-78947), resistance imparted to a column is provided. If the machine is provided between the reaction force spring and the steering reaction force motor, the axial length of the column becomes long. In addition, in order to replace the friction material or the like, it is necessary to remove the reaction force spring and the steering reaction force motor, which is labor intensive.
[回転軸変換及び抵抗付与作用]
これに対し、実施例1の操舵制御装置では、回転軸方向変換手段3と抵抗力付与手段11とを一体化することで、摩擦材等の交換に労力を要さず、操作部のコンパクト化を達成しながら、操舵反力モータ2では与えることができない静摩擦力を与えることができるようにした。
[Rotation axis conversion and resistance application]
On the other hand, in the steering control device of the first embodiment, the rotation axis
すなわち、実施例1では、抵抗力付与手段11を、回転軸方向変換手段3の入力軸13の軸回転に対し抵抗力を付与する手段、つまり、抵抗力付与手段11を回転軸方向変換手段3に一体化した。
したがって、第1摩擦板19が劣化し交換しなければならない場合、回転軸方向変換手段3のハウジング16の一部を取り外し、ネジ18を外すことで、第1摩擦板19を取り外すことができる。
つまり、従来技術のように摩擦材等を交換するために操舵反力モータ等を取り外す必要がなく、第1摩擦板19あるいは第2摩擦板20の交換に労力を要さない。
That is, in the first embodiment, the resistance
Therefore, when the
That is, it is not necessary to remove the steering reaction force motor or the like to replace the friction material or the like as in the prior art, and no effort is required to replace the
また、例えば、操作部に操舵反力モータと抵抗力付与手段とクラッチとを直列に配置した場合、3部材により操作部の軸長が長くなり大型化する。
これに対し、実施例1では、抵抗力付与手段11を回転軸方向変換手段3に一体化すると共に、回転軸方向変換によりクラッチ4の側部付設を可能とした。このため、実施例1では、図1に示すように、操作部に操舵反力モータ2と回転軸方向変換手段3(抵抗力付与手段11を内蔵すると共にクラッチ4を側部に配置)との2部材が直列に配置されることになり、操作部のコンパクト化が達成される。
Further, for example, when the steering reaction force motor, the resistance force applying means, and the clutch are arranged in series in the operation unit, the shaft length of the operation unit is increased and the size is increased by three members.
In contrast, in the first embodiment, the
さらに、操作部と転舵部とを切り離しての操舵時、ドライバーに対しては、操舵反力モータ2からの操舵反力に加え、抵抗力付与手段11からの抵抗力が付与される。つまり、操舵反力モータ2では与えることができない静摩擦力を与えることができる。
Further, during steering with the operation unit and the steering unit separated, a resistance force from the resistance
上記のように、実施例1の操舵制御装置では、操作部と転舵部を断接するクラッチ4と、操作部に操舵反力を付与する操舵反力モータ2と、前記操舵反力モータ2からの入力回転を、回転軸方向を変換して、前記クラッチ4へ出力する回転軸方向変換手段3と、前記回転軸方向変換手段3の入力軸13の軸回転に対し抵抗力を付与する抵抗力付与手段11と、を備えた。
この結果、摩擦材等の交換に労力を要さず、操作部のコンパクト化を達成しながら、操舵反力モータ2では与えることができない静摩擦力を与えることができる。
As described above, in the steering control device according to the first embodiment, the clutch 4 that connects and disconnects the operation unit and the steering unit, the steering
As a result, no effort is required for exchanging the friction material and the like, and a static friction force that cannot be applied by the steering
実施例1の操舵制御装置において、前記回転軸方向変換手段3は、入力側ベベルギア12を剛結した入力軸13と、前記入力側ベベルギア12と噛み合う出力側ベベルギア14を剛結した出力軸15と、をハウジング16内に有し、前記抵抗力付与手段11は、互いに噛み合う前記一対のベベルギア12,14の端面と、該ギア端面と対向する前記ハウジング16の内面と、により形成される空間17の位置に配置した。
例えば、回転軸方向変換手段に抵抗力付与手段を内蔵して一体化する場合、回転軸方向変換のためのギア機構とは別の空間に抵抗力付与手段を配置するようにした場合、抵抗力付与手段を配置スペース分拡大した空間を有するハウジングにする必要があり、回転軸方向変換手段が大型化してしまう。
これに対し、実施例1では、ベベルギア12,14の端面側にスペースが形成される点に着目し、このスペースを有効利用して抵抗力付与手段11を配置するようにしたことで、回転軸方向変換手段3に抵抗力付与手段11を内蔵しながらも、回転軸方向変換手段3のコンパクト化を達成することができる。
In the steering control device according to the first embodiment, the rotation axis
For example, when the rotation force applying direction is integrated in the rotation axis direction changing means, the resistance force applying means is arranged in a space different from the gear mechanism for changing the rotation axis direction. The applying means needs to be a housing having a space expanded by the arrangement space, and the rotation axis direction converting means is enlarged.
On the other hand, in the first embodiment, attention is paid to the fact that a space is formed on the end face side of the bevel gears 12 and 14, and the rotational force axis is provided by effectively using this space to arrange the
実施例1の操舵制御装置において、前記抵抗力付与手段11は、前記入力側ベベルギア12を貫通して設けた前記入力軸13の入力延長軸13aに抵抗力を付与する。
したがって、ハウジング16内の空間17に配置される入力延長軸13aに抵抗力を付与することで、抵抗力付与手段11をハウジング16内にコンパクトに内蔵しながら、入力軸13に抵抗力を付与することができる。
In the steering control device according to the first embodiment, the resistance
Therefore, by applying a resistance force to the
実施例1の操舵制御装置において、前記抵抗力付与手段11は、前記入力延長軸13aの端部にネジ18により固定された第1摩擦板19と、前記回転軸方向変換手段3のハウジング16に支持された第2摩擦板20と、の摩擦力によって抵抗力を付与した。
したがって、第1摩擦板19と第2摩擦板20とのプレート圧着により、安定した静摩擦力を入力軸13に付与することができる。
In the steering control device according to the first embodiment, the
Therefore, a stable static friction force can be applied to the
実施例1の操舵制御装置において、前記抵抗力付与手段11は、前記第1摩擦板19に第2摩擦板20を押し付ける力を調整する抵抗力調整手段21を設けた。
例えば、第1摩擦板19と第2摩擦板20とで発生する静摩擦力は両摩擦板19,20を押し付ける力により決まり、この力が一定であると、車種(例えば、乗用車とSUV)やドライバーの好み等により、微小舵角での操舵反力に違和感を与える。
これに対し、実施例1では、第1摩擦板19に第2摩擦板20を押し付ける力、つまり、静摩擦力を調整可能とすることで、操舵反力制御において、車種やドライバーの好み等に応じた好適な静摩擦力を付与することができる。
In the steering control device according to the first embodiment, the resistance
For example, the static friction force generated by the
On the other hand, in the first embodiment, the force that presses the
実施例1の操舵制御装置において、前記抵抗力調整手段21は、前記第2摩擦板20を弾性体22を介して前記ハウジング16に支持し、前記弾性体22の弾性力を調整した。
したがって、静摩擦力の調整を弾性力調整により行うことで、簡単で、かつ、安定した特性により静摩擦力の調整を行うことができる。
In the steering control device according to the first embodiment, the resistance
Therefore, by adjusting the static friction force by adjusting the elastic force, the static friction force can be adjusted with a simple and stable characteristic.
実施例1の操舵制御装置において、前記ハウジング16と前記弾性体22との間に支持部材23を設け、前記抵抗力調整手段21は、前記支持部材23と前記第1摩擦板19との距離Lを調整することで行うようにした。
したがって、予め支持部材23と前記第1摩擦板19との距離Lにより静摩擦力の大きさを測定しておき、これをデータとして有する場合、静摩擦力の大きさを距離Lにより管理しながら、静摩擦力の微調整や大小調整を行うことができる。
In the steering control device according to the first embodiment, a
Therefore, in the case where the magnitude of the static friction force is measured in advance by the distance L between the
次に、効果を説明する。
実施例1の操舵制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the steering control device of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) 操作部と転舵部を断接するクラッチ4と、操作部に操舵反力を付与する操舵反力モータ2と、前記操舵反力モータ2からの入力回転を、回転軸方向を変換して、前記クラッチ4へ出力する回転軸方向変換手段3と、前記回転軸方向変換手段3の入力軸13の軸回転に対し抵抗力を付与する抵抗力付与手段11と、を備えたため、摩擦材等の交換に労力を要さず、操作部のコンパクト化を達成しながら、操舵反力モータ2では与えることができない静摩擦力を与えることができる。
(1) The
(2) 前記回転軸方向変換手段3は、入力側ベベルギア12を剛結した入力軸13と、前記入力側ベベルギア12と噛み合う出力側ベベルギア14を剛結した出力軸15と、をハウジング16内に有し、前記抵抗力付与手段11は、互いに噛み合う前記一対のベベルギア12,14の端面と、該ギア端面と対向する前記ハウジング16の内面と、により形成される空間17の位置に配置したため、回転軸方向変換手段3に抵抗力付与手段11を内蔵しながらも、回転軸方向変換手段3のコンパクト化を達成することができる。
(2) The rotating shaft
(3) 前記抵抗力付与手段11は、前記入力側ベベルギア12を貫通して設けた前記入力軸13の入力延長軸13aに抵抗力を付与するため、抵抗力付与手段11をハウジング16内にコンパクトに内蔵しながら、入力軸13に抵抗力を付与することができる。
(3) Since the
(4) 前記抵抗力付与手段11は、前記入力延長軸13aの端部にネジ18により固定された第1摩擦板19と、前記回転軸方向変換手段3のハウジング16に支持された第2摩擦板20と、の摩擦力によって抵抗力を付与したため、第1摩擦板19と第2摩擦板20とのプレート圧着により、安定した静摩擦力を入力軸13に付与することができる。
(4) The
(5) 前記抵抗力付与手段11は、前記第1摩擦板19に第2摩擦板20を押し付ける力を調整する抵抗力調整手段21を設けたため、操舵反力制御において、車種やドライバーの好み等に応じた好適な静摩擦力を付与することができる。
(5) Since the resistance
(6) 前記抵抗力調整手段21は、前記第2摩擦板20を弾性体22を介して前記ハウジング16に支持し、前記弾性体22の弾性力を調整したため、簡単で、かつ、安定した特性により静摩擦力の調整を行うことができる。
(6) The resistance force adjusting means 21 supports the
(7) 前記ハウジング16と前記弾性体22との間に支持部材23を設け、前記抵抗力調整手段21は、前記支持部材23と前記第1摩擦板19との距離Lを調整するため、予め支持部材23と前記第1摩擦板19との距離Lにより静摩擦力の大きさを測定しておき、これをデータとして有する場合、静摩擦力の大きさを距離Lにより管理しながら、静摩擦力の微調整や大小調整を行うことができる。
(7) A
実施例2は、実施例1において入力軸の入力延長軸に抵抗力を付与するのに対し、出力軸の出力延長軸に抵抗力を付与するようにした例である。 The second embodiment is an example in which a resistance force is applied to the input extension shaft of the input shaft in the first embodiment, whereas a resistance force is applied to the output extension shaft of the output shaft.
まず、構成を説明する。
図4は実施例2の操舵制御装置における回転軸方向変換手段の第1構成例を示す断面図、図5は実施例2の操舵制御装置における回転軸方向変換手段の第2構成例を示す断面図である。以下、第1構成例と第2構成例との共通する構成について説明する。
First, the configuration will be described.
4 is a cross-sectional view showing a first configuration example of the rotation axis direction conversion means in the steering control device of the second embodiment, and FIG. 5 is a cross section showing a second configuration example of the rotation axis direction conversion means in the steering control device of the second embodiment. FIG. Hereinafter, a configuration common to the first configuration example and the second configuration example will be described.
まず、実施例2では、操作部と転舵部を断接するクラッチ4と、操作部に操舵反力を付与する操舵反力モータ2と、を備えた操舵制御装置において、前記操舵反力モータ2からの入力回転を、回転軸方向を直角方向に変換して、前記クラッチ4へ出力する回転軸方向変換手段3と、前記回転軸方向変換手段3の入力軸13の軸回転に対し抵抗力を付与する抵抗力付与手段11と、を備えている。
First, in the second embodiment, the steering
前記回転軸方向変換手段3は、入力側ベベルギア12を剛結した入力軸13と、前記入力側ベベルギア12と噛み合う出力側ベベルギア14を剛結した出力軸15と、をハウジング16内に有し、前記抵抗力付与手段11は、互いに噛み合う前記一対のベベルギア12,14の端面と、該ギア端面と対向する前記ハウジング16の内面と、により形成される空間17の位置に配置している。
The rotating shaft
前記抵抗力付与手段11は、前記出力側ベベルギア14を貫通して設けた前記出力軸15の出力延長軸15aに抵抗力を付与する。
なお、全体構成含め他の構成は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
The resistance
Since other configurations including the entire configuration are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
次に、図4に示す回転軸方向変換手段3の第1構成例と、図5に示す回転軸方向変換手段3の第2構成例とは、下記の点で相違する。
第1構成例では、図4に示すように、抵抗力付与手段11は、ハウジング16内の空間17において、出力側ベベルギア14側から順に、支持部材23、弾性体22、第2摩擦板20、第1摩擦板19が配列され、この配列に基づき、支持部材23と第2摩擦板20の中央部に入力延長軸13aを貫通する軸穴23a,20aを形成している。
これに対し、第2構成例では、図5に示すように、抵抗力付与手段11は、ハウジング16内の空間17において、出力側ベベルギア14側から順に、第1摩擦板19、第2摩擦板20、弾性体22、支持部材23が配列され、この配列に基づき、第1構成例の軸穴23a,20aを省略している。
Next, the first configuration example of the rotation axis direction conversion means 3 shown in FIG. 4 is different from the second configuration example of the rotation axis direction conversion means 3 shown in FIG. 5 in the following points.
In the first configuration example, as shown in FIG. 4, the
On the other hand, in the second configuration example, as shown in FIG. 5, the
次に、作用を説明すると、実施例2の操舵制御装置において、前記抵抗力付与手段11は、前記出力側ベベルギア14を貫通して設けた前記出力軸15の出力延長軸15aに抵抗力を付与することで、抵抗力付与手段11をハウジング16内にコンパクトに内蔵しながら、出力軸15に抵抗力を付与することができる。なお、他の作用については実施例1と同様であるので説明を省略する。
Next, the operation will be described. In the steering control apparatus of the second embodiment, the resistance
次に、効果を説明する。
実施例2の操舵制御装置にあっては、実施例1の(1),(2),(4),(5),(6),(7)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In addition to the effects (1), (2), (4), (5), (6), and (7) of the first embodiment, the steering control device of the second embodiment obtains the following effects. Can do.
(8) 前記抵抗力付与手段11は、前記出力側ベベルギア14を貫通して設けた前記出力軸15の出力延長軸15aに抵抗力を付与するため、抵抗力付与手段11をハウジング16内にコンパクトに内蔵しながら、出力軸15に抵抗力を付与することができる。
(8) Since the
以上、本発明の操舵制御装置を実施例1及び実施例2に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the steering control apparatus of this invention has been demonstrated based on Example 1 and Example 2, it is not restricted to these Examples about a concrete structure, Each claim of a claim is a claim. Design changes and additions are allowed without departing from the gist of the invention.
実施例1,2では、抵抗力付与手段として、手動調整にて抵抗力(静摩擦力)を調整する例を示したが、ボルト24を設定する位置にモータアクチュエータ等を設定し、車速情報や路面状況情報により、外部からの制御により摩擦力を可変に調整するような構成を採用しても良い。要するに、操舵反力モータからの入力回転を、回転軸方向を変換して、クラッチへ出力する回転軸方向変換手段と、回転軸方向変換手段の入力軸と出力軸のうち、少なくとも一方の軸回転に対し抵抗力を付与する抵抗力付与手段と、を備えたものであれば、例えば、入力軸と出力軸との両方に抵抗力を付与するものであっても本発明に含まれる。
In the first and second embodiments, the example in which the resistance force (static friction force) is adjusted by manual adjustment as the resistance force applying means is shown. However, a motor actuator or the like is set at a position where the
実施例1,2では、詳しい操舵反力制御についての説明を省略したが、本発明の構成を適用したステアバイワイヤシステムでは、特に微小舵角での操舵反力の生成が容易であるため、操舵反力制御則を大幅に簡略化することができると共に、保舵領域において適正な操舵反力(静摩擦力)を付与することができる。 In the first and second embodiments, detailed description of the steering reaction force control is omitted. However, in the steer-by-wire system to which the configuration of the present invention is applied, it is easy to generate a steering reaction force particularly at a very small steering angle. The reaction force control law can be greatly simplified, and an appropriate steering reaction force (static friction force) can be applied in the steering holding region.
実施例1,2では、バックアップ機構としてクラッチとケーブルコラムとを併用したステアバイワイヤシステムへの適用例を示したが、ケーブルコラムを持たずクラッチのみのステアバイワイヤシステムへも適用することができる。要するに、操作部と転舵部を断接するクラッチと、操作部に操舵反力を付与する操舵反力モータと、を備えたステアバイワイヤシステムに本発明を適用することができる。 In the first and second embodiments, an example of application to a steer-by-wire system using a clutch and a cable column as a backup mechanism has been shown. However, the present invention can also be applied to a steer-by-wire system having only a clutch without a cable column. In short, the present invention can be applied to a steer-by-wire system including a clutch that connects and disconnects the operation unit and the steered unit, and a steering reaction force motor that applies a steering reaction force to the operation unit.
1 ハンドル
2 操舵反力モータ
3 回転軸方向変換手段
4 クラッチ
5 第1ケーブルプーリ
6 バックアップケーブル
7 第2ケーブルプーリ
8 ピニオン軸
9 転舵モータ
10 ラックギア
11 抵抗力付与手段
12 入力側ベベルギア
13 入力軸
13a 入力延長軸
14 出力側ベベルギア
15 出力軸
15a 出力延長軸
16 ハウジング
17 空間
18ネジ
19 第1摩擦板
20 第2摩擦板
21 抵抗力調整手段
22 弾性体
23 支持部材
24 ボルト
25 ナット
L 距離
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
操作部に操舵反力を付与する操舵反力モータと、
入力側ベベルギアを設けた入力軸と、前記入力側ベベルギアと噛み合う出力側ベベルギアを設けた出力軸とをハウジング内に有し、前記操舵反力モータからの入力回転を、回転軸方向を変換して、前記クラッチへ出力する回転軸方向変換手段と、
互いに噛み合う前記一対のベベルギアの端面と、該ギア端面と対向する前記ハウジングの内面と、により形成される空間位置に配置され、前記回転軸方向変換手段の入力軸と出力軸のうち、少なくとも一方の軸回転に対し摩擦材により静摩擦力を付与する抵抗力付与手段と、
を備えたことを特徴とする操舵制御装置。 A steer-by-wire control is performed by separating the operation unit and the steered unit, and a clutch that fastens the operation unit and the steered unit during non-steer-by-wire control,
A steering reaction force motor for applying a steering reaction force to the operation unit;
An input shaft provided with an input side bevel gear and an output shaft provided with an output side bevel gear meshing with the input side bevel gear are provided in the housing, and the input rotation from the steering reaction force motor is converted in the direction of the rotation axis. Rotating shaft direction converting means for outputting to the clutch;
At least one of the input shaft and the output shaft of the rotating shaft direction converting means is disposed in a spatial position formed by the end surfaces of the pair of bevel gears meshing with each other and the inner surface of the housing facing the gear end surfaces. A resistance applying means for applying a static friction force to the shaft rotation by a friction material;
A steering control device comprising:
前記抵抗力付与手段は、前記入力側ベベルギアを貫通して設けた前記入力軸の入力延長軸に静摩擦力を付与することを特徴とする操舵制御装置。 In the steering control device according to claim 1,
The steering control device, wherein the resistance force applying means applies a static friction force to an input extension shaft of the input shaft provided through the input side bevel gear.
前記抵抗力付与手段は、前記出力側ベベルギアを貫通して設けた前記出力軸の出力延長軸に静摩擦力を付与することを特徴とする操舵制御装置。 In the steering control device according to claim 1,
The steering control device according to claim 1, wherein the resistance force applying means applies a static friction force to an output extension shaft of the output shaft provided through the output side bevel gear.
前記抵抗力付与手段は、前記入力延長軸または前記出力延長軸の端部に設けた第1摩擦板と、前記回転軸方向変換手段のハウジングに支持された第2摩擦板と、の摩擦力によって静摩擦力を付与することを特徴とする操舵制御装置。 The steering control device according to any one of claims 2 and 3,
The resistance force applying means is based on a frictional force between a first friction plate provided at an end of the input extension shaft or the output extension shaft and a second friction plate supported by a housing of the rotation axis direction conversion means. A steering control device that applies a static friction force.
前記抵抗力付与手段は、前記第1摩擦板に第2摩擦板を押し付ける力を調整する抵抗力調整手段を設けたことを特徴とする操舵制御装置。 In the steering control device according to claim 4,
The steering control device according to claim 1, wherein the resistance force applying means includes resistance force adjusting means for adjusting a force pressing the second friction plate against the first friction plate.
前記抵抗力調整手段は、前記第2摩擦板を弾性体を介して前記ハウジングに支持し、前記弾性体の弾性力を調整することを特徴とする操舵制御装置。 In the steering control device according to claim 5,
The steering control device, wherein the resistance force adjusting means supports the second friction plate to the housing via an elastic body and adjusts an elastic force of the elastic body.
前記ハウジングと前記弾性体との間に支持部材を設け、
前記抵抗力調整手段は、前記支持部材と前記第1摩擦板との距離を調整することを特徴とする操舵制御装置。 In the steering control device according to claim 6,
A support member is provided between the housing and the elastic body,
The steering control device, wherein the resistance adjusting means adjusts a distance between the support member and the first friction plate.
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