JP2001301639A - Steering device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリングホイ
ールのような操舵手段とラック・ピニオン式ステアリン
グのような操舵機構とが機械的に連結されていない車両
の操舵装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle steering system in which steering means such as a steering wheel and a steering mechanism such as a rack and pinion type steering are not mechanically connected.
【0002】[0002]
【従来の技術】このような車両の操舵装置は、例えば特
開平10−218000号公報に開示されており、機械
的な制約を受けることなく操舵手段の操作量と操舵機構
の動作量との対応関係を設定できるので、車速の高低の
ような車両の走行状態に応じた操舵特性の変更に柔軟に
対応でき、ステアリングホイールの代わりにレバー、ペ
ダル等の他の操舵手段を採用することができ、かつ、設
計の自由度が向上するという利点を有する。2. Description of the Related Art Such a vehicle steering apparatus is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-218000, and corresponds to the relationship between the amount of operation of a steering means and the amount of operation of a steering mechanism without mechanical restrictions. Since the relationship can be set, it is possible to flexibly respond to changes in the steering characteristics according to the running state of the vehicle such as the speed of the vehicle, and other steering means such as levers and pedals can be employed instead of the steering wheel. In addition, there is an advantage that the degree of freedom in design is improved.
【0003】上記特開平10−218000号公報に開
示された車両の操舵装置は、操舵角センサ及びタイロッ
ド変位センサを有し、操舵機構の相異なる位置に主操舵
モータ及び副操舵モータを配置し、操舵角センサによっ
て検出されるステアリングホイールの操作位置と、タイ
ロッド変位センサによって検出される操舵機構の実動作
位置との偏位に基づいて必要な操舵力を求め、この操舵
力を所定の比率に配分して主操舵モータ及び副操舵モー
タを駆動制御し、これらの出力の合力を操舵機構に加え
ることによって操舵を行う。また、これらのモータのう
ちの一方が故障した場合、故障したモータの出力を停止
し、故障してないモータの出力を高めるように配分比率
を変更して操舵力を確保している。[0003] The vehicle steering apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-218000 has a steering angle sensor and a tie rod displacement sensor, and a main steering motor and a sub steering motor are arranged at different positions of a steering mechanism. The required steering force is determined based on the deviation between the steering wheel operating position detected by the steering angle sensor and the actual operating position of the steering mechanism detected by the tie rod displacement sensor, and the steering force is distributed to a predetermined ratio. Then, the main steering motor and the sub steering motor are driven and controlled, and the resultant is applied to the steering mechanism to perform steering. Further, when one of these motors fails, the output of the failed motor is stopped, and the distribution ratio is changed so as to increase the output of the non-failed motor to secure the steering force.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平10−218000号公報に開示された車両の操舵
装置では、必要な操舵力を所定の比率に配分して主操舵
モータ及び副操舵モータを駆動制御しているので、モー
タの個数が増大することによってシステムが複雑化し、
制御の信頼性が低下し、コストの上昇を招くというよう
な種々の不都合がある。また、一方のモータが故障した
場合に他方のモータで十分な操舵力を発生させるように
しているので、この状態で信頼性を確保するためにはモ
ータ1個当たりの出力を十分なものにする必要があり、
その結果、各モータを比較的大型なものにする必要があ
り、そのようなモータを1対配置することは容易ではな
い。However, in the vehicle steering apparatus disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-218000, the main steering motor and the sub-steering motor are driven by distributing necessary steering forces at a predetermined ratio. Control, the increase in the number of motors complicates the system,
There are various inconveniences such as a decrease in control reliability and an increase in cost. In addition, when one of the motors fails, the other motor generates a sufficient steering force, so that in order to ensure reliability in this state, the output per motor should be sufficient. Need
As a result, each motor must be relatively large, and it is not easy to arrange such motors in pairs.
【0005】また、この種の車両の操舵装置では、 (1)極低速時に操舵量を大きくするときのように駆動
手段にかかる負荷が大きい場合でも、車両の操舵装置を
大型化することなく適切な操舵力を発生させること。 (2)全ての駆動手段が故障したときに操舵が困難にな
ることを防止すること。 (3)駆動手段の故障を適切に判断すること。 (4)操舵反力抜けのような操舵感の悪化を防止するこ
と。 (5)車両の操舵装置に含まれるパーツの構成及び/又
は制御を容易にすること。 (6)車両の操舵装置の車両への搭載自由度を向上させ
ること。が好ましい。In addition, this type of vehicle steering system can: (1) be suitable without increasing the size of the vehicle steering system even when the load on the driving means is large, such as when the steering amount is increased at an extremely low speed. To generate a strong steering force. (2) To prevent difficulty in steering when all the driving means are out of order. (3) To appropriately determine the failure of the driving means. (4) To prevent deterioration of the steering feeling such as a steering reaction force drop. (5) To facilitate the configuration and / or control of parts included in the vehicle steering system. (6) To improve the degree of freedom in mounting the vehicle steering system on the vehicle. Is preferred.
【0006】請求項1記載の車両の操舵装置は、上記不
都合を有することなく走行状態に応じた操舵特性の変更
に柔軟に対応でき、かつ、第1駆動手段が故障した場合
でも、第2駆動手段によって操舵力を発生させて、車両
の操舵装置の機能を損なわないようにすることを目的と
するものである。The vehicle steering apparatus according to the first aspect can flexibly cope with a change in the steering characteristic according to the traveling state without having the above-mentioned inconvenience, and can operate the second drive even if the first drive means breaks down. It is an object of the present invention to generate a steering force by means so as not to impair the function of a steering device of a vehicle.
【0007】請求項2記載の車両の操舵装置は、通常走
行時及び/又は第1駆動手段故障時に適切な操舵力を設
定することを目的とするものである。A second object of the present invention is to set an appropriate steering force during normal running and / or when the first drive means fails.
【0008】請求項3記載の車両の操舵装置は、第1駆
動手段にかかる負荷が大きい場合でも、車両の操舵装置
を大型化することなく比較的大きな操舵力を発生させる
ことを目的とするものである。A third aspect of the present invention is directed to a vehicle steering system that generates a relatively large steering force without increasing the size of the vehicle steering system even when the load on the first driving means is large. It is.
【0009】請求項4記載の車両の操舵装置は、第1駆
動手段にかかる負荷が大きい場合に適切な操舵力を設定
することを目的とするものである。A fourth object of the present invention is to set an appropriate steering force when the load on the first drive means is large.
【0010】請求項5記載の車両の操舵装置は、第1及
び第2駆動手段が故障したときに操舵が困難性になるこ
とを防止することを目的とするものである。A fifth aspect of the present invention is directed to a steering apparatus for a vehicle, which prevents the steering from becoming difficult when the first and second driving means are out of order.
【0011】請求項6記載の車両の操舵装置は、第1駆
動手段の故障を適切に判断することを目的とするもので
ある。An object of the present invention is to appropriately determine a failure of the first drive means.
【0012】請求項7記載の車両の操舵装置は、第2駆
動手段の故障を適切に判断することを目的とするもので
ある。A further object of the present invention is to provide a vehicle steering system that appropriately determines a failure of the second drive means.
【0013】請求項8記載の車両の操舵装置は、第1及
び第2駆動手段の故障を更に適切に判断することを目的
とするものである。An object of the present invention is to determine the failure of the first and second drive means more appropriately.
【0014】請求項9記載の車両の操舵装置は、第2駆
動手段が操舵力を発生させる場合でも、操舵反力抜けの
ような操舵感の悪化を防止することを目的とするもので
ある。The object of the present invention is to prevent the steering feeling from being deteriorated such as a steering reaction force loss even when the second driving means generates a steering force.
【0015】請求項10記載の車両の操舵装置は、第1
及び第2連結及び切り離し手段の制御を容易にすること
を目的とするものである。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a vehicle steering system comprising:
It is another object of the present invention to facilitate control of the second connecting and disconnecting means.
【0016】請求項11記載の車両の操舵装置は、第1
及び第2駆動手段の構成及び制御を容易にすることを目
的とするものである。The vehicle steering system according to the eleventh aspect is characterized in that:
And to facilitate the configuration and control of the second drive means.
【0017】請求項12記載の車両の操舵装置は、車両
の操舵装置の車両への搭載自由度を向上させることを目
的とするものである。According to a twelfth aspect of the present invention, it is an object of the present invention to improve the degree of freedom in mounting the vehicle steering device on the vehicle.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の車両の操
舵装置は、一端が操舵機構に関連する第1シャフトと、
運転者が操舵操作を行う操舵手段に一端を連結した第2
シャフトと、前記第1シャフト及び第2シャフトとの間
に配置される第3シャフトと、前記操舵手段の操舵量を
検出する操舵量検出手段と、車両の走行状態を検知する
走行状態検知手段と、前記操舵量及び/又は走行状態に
基づいて命令を行う制御手段と、前記第1シャフトの他
端と第3シャフトの一端との間の機械的な連結及び切り
離しを、前記命令に従って行う第1連結及び切り離し手
段と、前記第3シャフトの他端と第2シャフトの他端と
の間の機械的な連結及び切り離しを、前記命令に従って
行う第2連結及び切り離し手段と、前記第1シャフトに
機械的に連結され、前記命令に従って操舵力を発生させ
る第1駆動手段と、前記第3シャフトに機械的に連結さ
れ、前記命令に従って操舵反力又は操舵力を発生させる
第2駆動手段とを具え、前記走行状が通常走行であるこ
とが前記制御手段によって判断された場合、前記第1連
結及び切り離し手段が、前記第1シャフトの他端と第3
シャフトの一端とを機械的に切り離すとともに、前記第
2連結及び切り離し手段が、前記第3シャフトの他端と
第2シャフトの他端とを機械的に連結し、前記第1駆動
手段が操舵力を発生させるとともに、前記第2駆動手段
が操舵反力を発生させ、前記第1駆動手段が故障してい
ることが前記制御手段によって判断された場合、前記第
1連結及び切り離し手段が、前記第1シャフトの他端と
第3シャフトの一端とを機械的に連結するとともに、前
記第2連結及び切り離し手段が、前記第3シャフトの他
端と第2シャフトの他端とを機械的に切り離し、前記第
2駆動手段が操舵力を発生させるように構成したことを
特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a vehicle steering system comprising: a first shaft having one end associated with a steering mechanism;
A second connecting one end to a steering means for performing a steering operation by a driver;
A shaft, a third shaft disposed between the first shaft and the second shaft, a steering amount detecting unit for detecting a steering amount of the steering unit, and a running state detecting unit for detecting a running state of the vehicle. A control means for issuing a command based on the steering amount and / or the running state; and a first means for mechanically connecting and disconnecting the other end of the first shaft and one end of the third shaft in accordance with the command. Connecting and disconnecting means; second connecting and disconnecting means for performing mechanical connection and disconnection between the other end of the third shaft and the other end of the second shaft in accordance with the instruction; First driving means for generating a steering force according to the command, and second driving means mechanically connected to the third shaft for generating a steering reaction force or a steering force according to the command. For example, if said travel like is normal running is determined by the control means, said first connection and disconnection means, the other end and a third of said first shaft
The one end of the shaft is mechanically disconnected, the second connection and disconnection means mechanically connects the other end of the third shaft and the other end of the second shaft, and the first driving means controls the steering force. And when the control means determines that the second drive means generates a steering reaction force and the first drive means has failed, the first connection and disconnection means sets Mechanically connecting the other end of the first shaft to one end of the third shaft, and the second connecting and disconnecting means mechanically disconnects the other end of the third shaft from the other end of the second shaft; The second drive means is configured to generate a steering force.
【0019】請求項2記載の車両の操舵装置は、前記走
行状態に応じたステアリングギア比で前記操舵量を除算
したものが車輪角度となるように、前記第1駆動手段が
操舵力を発生させるように構成したことを特徴とするも
のである。According to a second aspect of the present invention, in the vehicle steering apparatus, the first driving means generates a steering force such that a value obtained by dividing the steering amount by a steering gear ratio according to the traveling state becomes a wheel angle. It is characterized by having such a configuration.
【0020】請求項3記載の車両の操舵装置は、前記走
行状態が極低速走行であり、かつ、前記操舵量が所定の
値より大きいことが前記制御手段によって判断された場
合、前記第1連結及び切り離し手段が、前記第1シャフ
トの他端と第3シャフトの一端とを機械的に連結すると
ともに、前記第2連結及び切り離し手段が、前記第3シ
ャフトの他端と第2シャフトの他端とを機械的に切り離
し、前記第1及び第2駆動手段が共に操舵力を発生させ
るように構成したことを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, when the control unit determines that the traveling state is an extremely low speed traveling and the steering amount is larger than a predetermined value, the first connection is established. And disconnection means mechanically connects the other end of the first shaft and one end of the third shaft, and the second connection and disconnection means connects the other end of the third shaft and the other end of the second shaft. Are mechanically separated from each other, so that the first and second driving means both generate a steering force.
【0021】請求項4記載の車両の操舵装置は、前記操
舵量を所定のステアリングギア比で割ったものが車輪角
度となるように、前記第1及び第2駆動手段が共に操舵
力を発生させるように構成したことを特徴とするもので
ある。According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle steering system, both the first and second driving means generate a steering force such that a value obtained by dividing the steering amount by a predetermined steering gear ratio becomes a wheel angle. It is characterized by having such a configuration.
【0022】請求項5記載の車両の操舵装置は、前記第
1及び第2駆動手段が共に故障していることが前記制御
手段によって判断された場合、前記第1連結及び切り離
し手段が、前記第1シャフトの他端と第3シャフトの一
端とを機械的に連結するとともに、前記第2連結及び切
り離し手段が、前記第3シャフトの他端と第2シャフト
の他端とを機械的に連結し、かつ、前記第1駆動手段及
び第2駆動手段を停止させることを特徴とするものであ
る。According to a fifth aspect of the present invention, when the control means determines that both the first and second drive means are out of order, the first connection and disconnection means sets the first connection and disconnection means in the vehicle. The other end of the first shaft and one end of the third shaft are mechanically connected, and the second connection / disconnection means mechanically connects the other end of the third shaft and the other end of the second shaft. And the first driving means and the second driving means are stopped.
【0023】請求項6記載の車両の操舵装置は、前記第
1連結及び切り離し手段が、前記第1シャフトの他端と
第3シャフトの一端とを機械的に切り離すとともに、前
記第2連結及び切り離し手段が、前記第3シャフトの他
端と第2シャフトの他端とを機械的に連結している際
に、目標車輪角度が実際の車輪角度と著しく異なる場
合、前記第1駆動手段が故障していることが前記制御手
段によって判断されるように構成したことを特徴とする
ものである。According to a sixth aspect of the present invention, in the vehicle steering system, the first connection and disconnection means mechanically disconnects the other end of the first shaft and one end of the third shaft, and the second connection and disconnection. When the target wheel angle is significantly different from the actual wheel angle when the means mechanically connects the other end of the third shaft and the other end of the second shaft, the first drive means fails. Is determined by the control means.
【0024】請求項7記載の車両の操舵装置は、前記第
1連結及び切り離し手段が、前記第1シャフトの他端と
第3シャフトの一端とを機械的に連結するとともに、前
記第2連結及び切り離し手段が、前記第3シャフトの他
端と第2シャフトの他端とを機械的に切り離している際
に、目標車輪角度が実際の車輪角度と著しく異なる場
合、前記第2駆動手段が故障していることが前記制御手
段によって判断されるように構成したことを特徴とする
ものである。According to a seventh aspect of the present invention, in the vehicle steering system, the first connecting and disconnecting means mechanically connects the other end of the first shaft and one end of the third shaft, and the second connecting and disconnecting means. If the target wheel angle is significantly different from the actual wheel angle while the disconnecting means is mechanically disconnecting the other end of the third shaft and the other end of the second shaft, the second driving means fails. Is determined by the control means.
【0025】請求項8記載の車両の操舵装置は、前記目
標車輪速度を、前記操舵量及び走行状態から換算したこ
とを特徴とするものである。According to an eighth aspect of the present invention, in the vehicle steering apparatus, the target wheel speed is converted from the steering amount and the traveling state.
【0026】請求項9記載の車両の操舵装置は、前記第
2連結及び切り離し手段が、前記第3シャフトの他端と
第2シャフトの他端とを機械的に切り離す際に操舵反力
を発生させる弾性部材を有することを特徴とするもので
ある。According to a ninth aspect of the present invention, in the vehicle steering system, the second connecting / disconnecting means generates a steering reaction force when the other end of the third shaft is mechanically disconnected from the other end of the second shaft. It is characterized by having an elastic member to make it.
【0027】請求項10記載の車両の操舵装置は、前記
第1及び第2連結及び切り離し手段がそれぞれ、電流が
供給される場合には、前記第1シャフトの他端と第3シ
ャフトの一端及び前記第3シャフトの他端と第2シャフ
トの他端とを機械的に連結し、かつ、電流が供給されな
い場合には、前記第1シャフトの他端と第3シャフトの
一端及び前記第3シャフトの他端と第2シャフトの他端
とを機械的に切り離すように構成したことを特徴とする
ものである。According to a tenth aspect of the present invention, when the first and second connection / disconnection means are supplied with electric current, respectively, the other end of the first shaft and one end of the third shaft and When the other end of the third shaft is mechanically connected to the other end of the second shaft and no current is supplied, the other end of the first shaft, one end of the third shaft, and the third shaft And the other end of the second shaft is mechanically cut off.
【0028】請求項11記載の車両の操舵装置は、前記
第1駆動手段が、前記第1シャフトに機械的に連結した
ギヤと、そのギヤを介して操舵力を前記第1シャフトに
伝えるモータとを有し、前記第2駆動手段が、前記第3
シャフトに機械的に連結したギヤと、そのギヤを介して
操舵反力又は操舵力を前記第3シャフトに伝えるモータ
とを有することを特徴とするものである。According to a eleventh aspect of the present invention, in the vehicle steering system, the first drive means includes a gear mechanically connected to the first shaft, and a motor for transmitting a steering force to the first shaft via the gear. And the second driving means is provided in the third
It has a gear mechanically connected to a shaft, and a motor for transmitting a steering reaction force or a steering force to the third shaft via the gear.
【0029】請求項12記載の車両の操舵装置は、前記
第1〜3シャフトのうちの少なくとも1個が、可撓性を
有する材料から構成した部分を有することを特徴とする
ものである。According to a twelfth aspect of the present invention, at least one of the first to third shafts has a portion made of a flexible material.
【0030】[0030]
【発明の効果】請求項1記載の車両の操舵装置によれ
ば、走行状が通常走行であることが制御手段によって判
断された場合、第1連結及び切り離し手段が、第1シャ
フトの他端と第3シャフトの一端とを機械的に切り離す
とともに、第2連結及び切り離し手段が、第3シャフト
の他端と第2シャフトの他端とを機械的に連結し、第1
駆動手段が操舵力を発生させるとともに、第2駆動手段
が操舵反力を発生させる。このように単一の駆動手段を
用いて操舵力を発生させることによって、二つの制御手
段すなわち2個のモータを使用することに起因する不都
合を有することなく、走行状態に応じた操舵特性の変更
に柔軟に対応できる。According to the vehicle steering system of the first aspect, when the control means determines that the running state is the normal running, the first connecting / disconnecting means connects the other end of the first shaft to the other end of the first shaft. While mechanically disconnecting one end of the third shaft, the second connecting and disconnecting means mechanically connects the other end of the third shaft and the other end of the second shaft,
The driving means generates a steering force, and the second driving means generates a steering reaction force. By generating the steering force by using a single driving means in this way, the steering characteristics can be changed according to the traveling state without the disadvantages caused by using two control means, that is, two motors. Can respond flexibly.
【0031】また、第1駆動手段が故障していることが
制御手段によって判断された場合、第1連結及び切り離
し手段が、第1シャフトの他端と第3シャフトの一端と
を機械的に連結するとともに、第2連結及び切り離し手
段が、第3シャフトの他端と第2シャフトの他端とを機
械的に切り離し、第2駆動手段が操舵力を発生させる。
これによって、第1駆動手段が故障した場合でも、第2
駆動手段によって操舵力を発生させるので、車両の操舵
装置の機能が損なわれない。When the control means determines that the first drive means has failed, the first connection / disconnection means mechanically connects the other end of the first shaft to one end of the third shaft. At the same time, the second coupling and disconnecting means mechanically disconnects the other end of the third shaft from the other end of the second shaft, and the second driving means generates a steering force.
Thus, even if the first drive unit fails, the second drive unit
Since the steering force is generated by the driving means, the function of the steering device of the vehicle is not impaired.
【0032】請求項2記載の車両の操舵装置によれば、
走行状態に応じたステアリングギア比で操舵量を除算し
たものが車輪角度となるように、第1駆動手段が操舵力
を発生させる。これによって、適切な操舵力を設定する
ことができる。According to the vehicle steering apparatus of the second aspect,
The first driving means generates a steering force such that a value obtained by dividing a steering amount by a steering gear ratio according to a traveling state becomes a wheel angle. As a result, an appropriate steering force can be set.
【0033】請求項3記載の車両の操舵装置によれば、
走行状態が極低速走行であり、かつ、操舵量が所定の値
より大きいことが制御手段によって判断された場合、第
1連結及び切り離し手段が、第1シャフトの他端と第3
シャフトの一端とを機械的に連結するとともに、第2連
結及び切り離し手段が、第3シャフトの他端と第2シャ
フトの他端とを機械的に切り離し、第1及び第2駆動手
段が共に操舵力を発生させる。このように第2駆動手段
も操舵力を発生させることによって、第1駆動手段にか
かる負荷が大きい場合、例えば、第1駆動手段によって
発生させることができる操舵力よりも大きな操舵力が要
求される場合でも、他の駆動手段を設けることなく、す
なわち、車両の操舵装置を大型化することなく比較的大
きな操舵力を発生させることができる。According to the vehicle steering apparatus of the third aspect,
When the control unit determines that the traveling state is the extremely low-speed traveling and the steering amount is larger than the predetermined value, the first connection / disconnection unit connects the other end of the first shaft to the third shaft.
While one end of the shaft is mechanically connected, the second connecting and disconnecting means mechanically disconnects the other end of the third shaft and the other end of the second shaft, and the first and second driving means are both steered. Generate force. When the load on the first driving unit is large by generating the steering force also in this manner, for example, a steering force larger than the steering force that can be generated by the first driving unit is required. Even in this case, a relatively large steering force can be generated without providing another driving means, that is, without increasing the size of the steering device of the vehicle.
【0034】請求項4記載の車両の操舵装置によれば、
走行状態が極低速走行であり、かつ、操舵量が所定の値
より大きいことが制御手段によって判断された場合、操
舵量を所定のステアリングギア比で割ったものが車輪角
度となるように、第1及び第2駆動手段が共に操舵力を
発生させる。第1駆動手段にかかる負荷が大きい場合に
適切な操舵力を設定することができる。According to the vehicle steering apparatus of the fourth aspect,
When the traveling state is extremely low-speed traveling and the control means determines that the steering amount is larger than the predetermined value, the wheel angle is obtained by dividing the steering amount by the predetermined steering gear ratio to obtain the wheel angle. The first and second driving means both generate a steering force. An appropriate steering force can be set when the load on the first drive unit is large.
【0035】請求項5記載の車両の操舵装置によれば、
第1及び第2駆動手段が共に故障していることが制御手
段によって判断された場合、第1連結及び切り離し手段
が、第1シャフトの他端と第3シャフトの一端とを機械
的に連結するとともに、第2連結及び切り離し手段が、
第3シャフトの他端と第2シャフトの他端とを機械的に
連結し、かつ、第1駆動手段及び第2駆動手段を停止さ
せる。これによって操舵手段と操舵機構が連結されるこ
とになり、操舵が困難性になることが防止される。According to the vehicle steering apparatus of the fifth aspect,
If the control means determines that both the first and second drive means have failed, the first connection and disconnection means mechanically connects the other end of the first shaft and one end of the third shaft. With the second connecting and disconnecting means,
The other end of the third shaft and the other end of the second shaft are mechanically connected, and the first driving means and the second driving means are stopped. As a result, the steering means and the steering mechanism are connected to each other, thereby preventing the steering from becoming difficult.
【0036】請求項6記載の車両の操舵装置によれば、
第1連結及び切り離し手段が、第1シャフトの他端と第
3シャフトの一端とを機械的に切り離すとともに、第2
連結及び切り離し手段が、第3シャフトの他端と第2シ
ャフトの他端とを機械的に連結している際に、目標車輪
角度が実際の車輪角度と著しく異なる場合、第1駆動手
段が故障していることが前記制御手段によって判断され
る。これによって、第1駆動手段の故障を適切に判断す
ることができる。According to the vehicle steering system of the sixth aspect,
First connecting and disconnecting means mechanically disconnects the other end of the first shaft and one end of the third shaft,
If the connecting and disconnecting means mechanically connects the other end of the third shaft and the other end of the second shaft and the target wheel angle is significantly different from the actual wheel angle, the first driving means fails. Is determined by the control means. Thus, it is possible to appropriately determine the failure of the first drive unit.
【0037】請求項7記載の車両の操舵装置によれば、
第1連結及び切り離し手段が、第1シャフトの他端と第
3シャフトの一端とを機械的に連結するとともに、第2
連結及び切り離し手段が、第3シャフトの他端と第2シ
ャフトの他端とを機械的に切り離している際に、目標車
輪角度が実際の車輪角度と著しく異なる場合、第2駆動
手段が故障していることが前記制御手段によって判断さ
れる。これによって、第2駆動手段の故障を適切に判断
することができる。According to the vehicle steering system of the seventh aspect,
First connecting and disconnecting means mechanically connects the other end of the first shaft and one end of the third shaft,
If the target wheel angle is significantly different from the actual wheel angle while the connecting and disconnecting means mechanically disconnects the other end of the third shaft and the other end of the second shaft, the second driving means fails. Is determined by the control means. Thus, it is possible to appropriately determine the failure of the second driving unit.
【0038】請求項8記載の車両の操舵装置によれば、
目標車輪速度を、操舵量及び走行状態から換算する。こ
れによって、第1及び第2駆動手段の故障を更に適切に
判断することができる。According to the vehicle steering system of the eighth aspect,
The target wheel speed is converted from the steering amount and the running state. Thereby, the failure of the first and second driving means can be more appropriately determined.
【0039】請求項9記載の車両の操舵装置によれば、
第2連結及び切り離し手段が、第3シャフトの他端と第
2シャフトの他端とを機械的に切り離す際に操舵反力を
発生させる弾性部材を有する。このような弾性部材例え
ばばね要素によって操舵反力が機械的に発生するので、
第1又は第2駆動手段が故障した場合でも、操舵反力抜
けのような操舵感の悪化を防止することができる。According to the vehicle steering system of the ninth aspect,
The second connection / disconnection means has an elastic member that generates a steering reaction force when mechanically disconnecting the other end of the third shaft from the other end of the second shaft. Since a steering reaction force is mechanically generated by such an elastic member such as a spring element,
Even if the first or second drive means breaks down, it is possible to prevent a deterioration in steering feeling such as a steering reaction force loss.
【0040】請求項10記載の車両の操舵装置によれ
ば、第1及び第2連結及び切り離し手段がそれぞれ、電
流が供給される場合には、第1シャフトの他端と第3シ
ャフトの一端及び第3シャフトの他端と第2シャフトの
他端とを機械的に連結し、かつ、電流が供給されない場
合には、第1シャフトの他端と第3シャフトの一端及び
第3シャフトの他端と第2シャフトの他端とを機械的に
切り離す。車両の操舵装置の故障時に操舵手段と操舵機
構とを機械的に連結するためには電流を流さないように
すればいいので、第1及び第2連結及び切り離し手段の
制御が容易となる。According to the vehicle steering system of the tenth aspect, when the first and second connecting and disconnecting means are supplied with electric current, respectively, the other end of the first shaft and one end of the third shaft and When the other end of the third shaft is mechanically connected to the other end of the second shaft, and no current is supplied, the other end of the first shaft, one end of the third shaft, and the other end of the third shaft And the other end of the second shaft is mechanically separated. In order to mechanically connect the steering means and the steering mechanism when the steering device of the vehicle is out of order, it is sufficient to prevent the current from flowing, so that the first and second connection and disconnection means can be easily controlled.
【0041】請求項11記載の車両の操舵装置によれ
ば、第1駆動手段が、第1シャフトに機械的に連結した
ギヤと、そのギヤを介して操舵力を第1シャフトに伝え
るモータとを有し、第2駆動手段が、第3シャフトに機
械的に連結したギヤと、そのギヤを介して操舵反力又は
操舵力を第3シャフトに伝えるモータとを有する。これ
によって第1及び第2駆動手段の構成及び制御を容易に
することができる。According to the vehicle steering system of the eleventh aspect, the first drive means includes: a gear mechanically connected to the first shaft; and a motor for transmitting a steering force to the first shaft via the gear. The second drive means includes a gear mechanically connected to the third shaft, and a motor for transmitting a steering reaction force or a steering force to the third shaft via the gear. Thereby, the configuration and control of the first and second driving means can be facilitated.
【0042】請求項12記載の車両の操舵装置によれ
ば、第1〜3シャフトのうちの少なくとも1個が、可撓
性を有する材料から構成した部分を有する。これによっ
て、車両の操舵装置の車両への搭載自由度を向上させる
ことができる。なお、第1,2及び/又は3シャフトの
全てを、可撓性を有する材料から構成してもよい。According to the vehicle steering apparatus of the twelfth aspect, at least one of the first to third shafts has a portion made of a flexible material. As a result, the degree of freedom in mounting the steering device of the vehicle on the vehicle can be improved. Note that all of the first, second, and / or third shafts may be made of a flexible material.
【0043】[0043]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図1は、本発明による車両の操
舵装置の第1の実施の形態を示す図である。この車両の
操舵装置の第1シャフトとしての第1ステアリングシャ
フト1の一端は、操舵機構としてのラック・ピニオン式
ステアリング2のピニオン軸2aを形成し、ラック2b
にその回転を伝えることによって、操舵リンク3a,3
bを介して車輪4a,4bをそれぞれ転舵する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a vehicle steering system according to the present invention. One end of a first steering shaft 1 as a first shaft of the vehicle steering system forms a pinion shaft 2a of a rack and pinion type steering 2 as a steering mechanism, and a rack 2b
To the steering links 3a, 3
The wheels 4a and 4b are steered via the wheel b.
【0044】第1ステアリングシャフト1の他端は、第
1連結及び切り離し手段としての第1電磁クラッチ5を
介して第3シャフトとしての第2ステアリングシャフト
6の一端と機械的な連結及び切り離しを行う。第2ステ
アリングシャフト6の他端は、第2連結及び切り離し手
段としての第2電磁クラッチ7を介して第2シャフトと
しての第3ステアリングシャフト8の一端と機械的な連
結及び切り離しを行う。第3ステアリングシャフト8の
他端には、操舵手段としてのステアリングホイール9を
連結する。The other end of the first steering shaft 1 is mechanically connected and disconnected from one end of a second steering shaft 6 as a third shaft via a first electromagnetic clutch 5 as first connecting and disconnecting means. . The other end of the second steering shaft 6 is mechanically connected to and disconnected from one end of a third steering shaft 8 as a second shaft via a second electromagnetic clutch 7 as a second connecting and disconnecting means. A steering wheel 9 as steering means is connected to the other end of the third steering shaft 8.
【0045】第1ステアリングシャフト1には、機械的
に連結したギヤ10を介して、第1駆動モータ11によ
って発生させた操舵力が伝えられ、かつ、第2ステアリ
ングシャフト6には、機械的に連結したギヤ12を介し
て、第2駆動モータ13によって発生させた操舵反力又
は操舵力が伝えられる。なお、ギヤ10及び第1駆動モ
ータ11は第1駆動手段の少なくとも一部を構成し、ギ
ヤ12及び第2駆動モータ13は第2駆動手段の少なく
とも一部を構成する。また、第1及び第2駆動モータ1
1及び13はそれぞれ、第1ステアリングシャフト1及
び第2ステアリングシャフト6の回転角度θ1及びθ2
を検出する操舵量検出手段としてのエンコーダ11a及
び13aを有する。さらに、第3ステアリングシャフト
8には、ステアリングホイール9の回転角度θ3を検出
する操舵量検出手段としての操舵角センサ14を設け
る。The steering force generated by the first drive motor 11 is transmitted to the first steering shaft 1 via a mechanically connected gear 10, and the second steering shaft 6 is mechanically connected to the first steering shaft 1. The steering reaction force or the steering force generated by the second drive motor 13 is transmitted via the connected gear 12. The gear 10 and the first drive motor 11 constitute at least a part of a first drive unit, and the gear 12 and the second drive motor 13 constitute at least a part of a second drive unit. In addition, the first and second drive motors 1
1 and 13 are the rotation angles θ1 and θ2 of the first steering shaft 1 and the second steering shaft 6, respectively.
Encoders 11a and 13a as steering amount detecting means for detecting the steering angle. Further, the third steering shaft 8 is provided with a steering angle sensor 14 as a steering amount detecting means for detecting the rotation angle θ3 of the steering wheel 9.
【0046】検出された回転角度θ1,θ2及び/又は
θ3は、走行状態検知手段としての車速センサ15から
の車速Vとともに実行制御ユニット(ECU)16に供
給される。車速センサを、例えば、車速に対応する前輪
又は後輪の回転速度を検出する回転速度センサとする。
ECU15は、これら回転角度θ1,θ2及び/又はθ
3と車速Vに基づいた後に説明する制御を行った結果
を、命令値として、第1クラッチ5、第2クラッチ7、
第1駆動モータ11及び第2駆動モータ13にそれぞれ
伝える。The detected rotation angles θ1, θ2 and / or θ3 are supplied to an execution control unit (ECU) 16 together with the vehicle speed V from a vehicle speed sensor 15 as running state detecting means. The vehicle speed sensor is, for example, a rotation speed sensor that detects the rotation speed of a front wheel or a rear wheel corresponding to the vehicle speed.
The ECU 15 determines the rotation angles θ1, θ2 and / or θ
3 and the vehicle speed V, the result of performing the control described below is used as a command value as the first clutch 5, the second clutch 7,
This is transmitted to the first drive motor 11 and the second drive motor 13, respectively.
【0047】図2は、図1のクラッチの連結時の断面図
であり、図3は、その切り離し時の断面図である。以
下、第1電磁クラッチ5について説明するが、第2電磁
クラッチ7の構成及び動作は第1クラッチ5と同様であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view of the clutch shown in FIG. 1 when the clutch is engaged, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the clutch shown in FIG. Hereinafter, the first electromagnetic clutch 5 will be described, but the configuration and operation of the second electromagnetic clutch 7 are the same as those of the first clutch 5.
【0048】第2ステアリングシャフト6側の端部20
には、円盤状部材21a,21bを配置する。それに対
して、第1ステアリングシャフト1側の端部22には、
ベアリング23a,23bを介して電磁石24の周りを
回転する部材25を配置する。電磁石24を支持する部
材26は、車体(図示せず)などに固定される。部材2
5には、第1及び第2ステアリングシャフト1及び6の
軸線方向と同一方向に延在する突起部26が複数設けら
れ、その突起部26に沿って移動可能な円盤状部材2
7,28が設けられる。突起部26の終端では、円盤状
部材29がボルト30によって連結される。The end 20 on the second steering shaft 6 side
, Disk-shaped members 21a and 21b are arranged. On the other hand, the end 22 on the first steering shaft 1 side has
A member 25 that rotates around the electromagnet 24 via the bearings 23a and 23b is arranged. The member 26 supporting the electromagnet 24 is fixed to a vehicle body (not shown) or the like. Member 2
5 is provided with a plurality of protrusions 26 extending in the same direction as the axial direction of the first and second steering shafts 1 and 6, and the disc-like member 2 movable along the protrusions 26 is provided.
7, 28 are provided. At the end of the projection 26, the disc-shaped member 29 is connected by a bolt 30.
【0049】円盤状部材21a,21bはそれぞれ、円
盤状部材27と円盤状部材28との間及び円盤状部材2
8と円盤状部材29との間に挟まれるように位置し、円
盤状部材27,28,29の円盤状部材21a,21b
に対する接触面には、摩擦材31a,31b,31c,
31dがそれぞれ配置される。また、部材25には、第
1及び第2ステアリングシャフト1及び6の軸線方向に
弾性力を発生させるようにコイルばね32を配置する。The disk-shaped members 21a and 21b are provided between the disk-shaped member 27 and the disk-shaped member 28 and the disk-shaped member 2 respectively.
8 and the disk-shaped member 29, and are located between the disk-shaped members 27, 28, and 29.
, The friction material 31a, 31b, 31c,
31d are arranged respectively. The member 25 is provided with a coil spring 32 so as to generate an elastic force in the axial direction of the first and second steering shafts 1 and 6.
【0050】ここで第1電磁クラッチ5の動作を説明す
る。電磁石24に電流が流れていない場合、円盤状部材
27は、コイルばね32によって第2ステアリングシャ
フト6方向の力を受ける。この力によって、円盤状部材
21a,21bはそれぞれ、円盤状部材27と円盤状部
材28との間及び円盤状部材28と円盤状部材29との
間に、摩擦材31a,31b及び摩擦材31c,31d
を介して挟まれ、この摩擦力によって第1ステアリング
シャフト1及び第2ステアリングシャフト6は、図2に
示すように機械的な連結状態となる。Here, the operation of the first electromagnetic clutch 5 will be described. When no current flows through the electromagnet 24, the disc-shaped member 27 receives a force in the direction of the second steering shaft 6 by the coil spring 32. With this force, the disc-shaped members 21a and 21b respectively move the friction members 31a and 31b and the friction members 31c and 31c between the disc-shaped member 27 and the disc-shaped member 28 and between the disc-shaped member 28 and the disc-shaped member 29, respectively. 31d
The first steering shaft 1 and the second steering shaft 6 are brought into a mechanically connected state by the frictional force as shown in FIG.
【0051】それに対して、電磁石24に電流が流れて
いる場合、円盤状部材27には、コイルばね32の弾性
力よりも強い力が第1ステアリングシャフト1方向に作
用し、円盤状部材27は部材24に吸い付けられる。こ
れによって、円盤状部材21a,21bはそれぞれ、円
盤状部材27と円盤状部材28との間及び円盤状部材2
8と円盤状部材29との間で僅かな隙間が生じ、摩擦材
31a,31b及び31c,31dによる摩擦力が発生
しなくなる。これによって、第1ステアリングシャフト
1及び第2ステアリングシャフト6は、図3に示すよう
に機械的な切り離し状態となる。このように電磁石24
に流れる電流の有無によって第1電磁クラッチ5の制御
が容易となる。On the other hand, when a current is flowing through the electromagnet 24, a force stronger than the elastic force of the coil spring 32 acts on the disc-shaped member 27 in the direction of the first steering shaft 1, and the disc-shaped member 27 It is sucked to the member 24. As a result, the disc-shaped members 21a and 21b are moved between the disc-shaped member 27 and the disc-shaped member 28 and the disc-shaped member 2 respectively.
A slight gap is generated between the disk member 8 and the disc-shaped member 29, and the frictional force generated by the friction members 31a, 31b and 31c, 31d is not generated. As a result, the first steering shaft 1 and the second steering shaft 6 are in a mechanically separated state as shown in FIG. Thus, the electromagnet 24
The control of the first electromagnetic clutch 5 is facilitated by the presence or absence of the current flowing through the first electromagnetic clutch 5.
【0052】第1の実施の形態の動作を説明する。図4
は、第1の実施の形態の動作を示すフローチャートであ
る。ECU16は、このルーチンを例えば10msごと
の定時割込みによって繰り返し実行するものとする。先
ず、ステップS11において、ECU16は、車速セン
サ15と、エンコーダ11a,13a及び操舵角センサ
14のうちの少なくとも1個から、現在の車速V及び操
舵角θを読み込む。なお、操舵角θは、回転角θ1〜θ
3のうちの任意のものとする。The operation of the first embodiment will be described. FIG.
5 is a flowchart showing the operation of the first embodiment. The ECU 16 repeatedly executes this routine by, for example, a periodic interruption every 10 ms. First, in step S11, the ECU 16 reads the current vehicle speed V and the steering angle θ from the vehicle speed sensor 15 and at least one of the encoders 11a and 13a and the steering angle sensor 14. Note that the steering angle θ is the rotation angle θ1 to θ
3 is optional.
【0053】次いで、ステップS12において、読み込
まれた車速Vが所定の値V0よりも小さいか否かが判定
される。このステップでは、走行状態が極低速走行であ
るか否かを判断するものであり、所定の値V0を、設計
に応じて任意に決定することができる。Next, in step S12, it is determined whether the read vehicle speed V is lower than a predetermined value V0. In this step, it is determined whether or not the traveling state is the extremely low speed traveling, and the predetermined value V0 can be arbitrarily determined according to the design.
【0054】車速Vが所定の値V0より小さい場合、ス
テップS13において、操舵角θの絶対値が所定の値θ
0よりも大きいか否かが判定される。このステップは、
運転者による操舵量が大きいか否かを決定するものであ
り、所定の値θ0も、設計に応じて任意に決定すること
ができる。If the vehicle speed V is smaller than the predetermined value V0, in step S13, the absolute value of the steering angle .theta.
It is determined whether it is greater than zero. This step
This is for determining whether or not the amount of steering by the driver is large, and the predetermined value θ0 can be arbitrarily determined according to the design.
【0055】車速Vが所定の値V0以上の場合と、車速
Vが所定の値V0より小さくても操舵角θの絶対値が所
定の値θ0よりも小さい場合には、車両が通常走行中で
あると判断され、第1電磁クラッチ5を切り離し状態に
するとともに第2電磁クラッチ7を連結状態にし(ステ
ップS14)、現在の走行状態すなわち車速Vに最適な
ステアリングギア比を、図5において実線で示した車速
Vとステアリングギヤ比との関係に基づいて決定し(ス
テップS15)、目標舵角(すなわち、操舵角θ及び車
速Vから換算した目標車輪速度)を実現するように、図
6Aに示したようなMap1に基づいて、第1駆動モー
タ11は転舵力を発生させ、第2駆動モータは転舵反力
を発生させる(ステップ16)。When the vehicle speed V is equal to or higher than the predetermined value V0, and when the absolute value of the steering angle θ is lower than the predetermined value θ0 even when the vehicle speed V is lower than the predetermined value V0, the vehicle is normally running. When it is determined that there is, the first electromagnetic clutch 5 is disengaged and the second electromagnetic clutch 7 is engaged (step S14), and the optimum steering gear ratio for the current running state, that is, the vehicle speed V is indicated by a solid line in FIG. FIG. 6A shows a determination based on the relationship between the indicated vehicle speed V and the steering gear ratio (step S15) and a target steering angle (ie, a target wheel speed converted from the steering angle θ and the vehicle speed V). Based on such Map1, the first drive motor 11 generates a turning force, and the second drive motor generates a turning reaction force (step 16).
【0056】次に、ECU16は、結果的に生じた実舵
角(すなわち、車速に応じたステアリングギヤ比で操舵
角θを除算した値)と目標舵角との偏差の絶対値を検出
し、その値が所定の値δ0より大きいか否かを判定する
(ステップS17)。このステップは、第1駆動モータ
11が故障しているか否かを判断するためのものであ
り、所定の値δ0も、設計に応じて任意に決定すること
ができる。偏差の絶対値が所定の値δ0よりも大きくな
い場合、第1駆動モータ11が故障していないと判断
し、本ルーチンを終了する。これによって、2個のモー
タを使用することに起因する不都合を有することなく、
走行状態に応じた操舵特性の変更に柔軟に対応できる。Next, the ECU 16 detects the absolute value of the deviation between the resulting actual steering angle (ie, the value obtained by dividing the steering angle θ by the steering gear ratio corresponding to the vehicle speed) and the target steering angle, It is determined whether the value is larger than a predetermined value δ0 (step S17). This step is for determining whether or not the first drive motor 11 has failed, and the predetermined value δ0 can be arbitrarily determined according to the design. If the absolute value of the deviation is not larger than the predetermined value δ0, it is determined that the first drive motor 11 has not failed, and this routine ends. Thereby, without having the disadvantages caused by using two motors,
It is possible to flexibly cope with a change in the steering characteristics according to the running state.
【0057】それに対して、偏差の絶対値が所定の値δ
0よりも大きい場合、第1駆動モータ11が故障してい
ると判断し、次の段階に移行する。すなわち、第1電磁
クラッチ5を連結状態にするとともに第2電磁クラッチ
7を切り離し状態にし(ステップS18)、現在の走行
状態すなわち車速Vに最適なステアリングギア比を、図
5において実線で示した車速Vとステアリングギヤ比と
の関係に基づいて決定し(ステップS19)、目標舵角
を実現するように、図6Aに示したようなMap1に基
づいて、第1駆動モータ11を停止し、第2駆動モータ
は転舵力を発生させる(ステップ20)。On the other hand, the absolute value of the deviation is a predetermined value δ
If it is larger than 0, it is determined that the first drive motor 11 has failed, and the process proceeds to the next stage. That is, the first electromagnetic clutch 5 is engaged and the second electromagnetic clutch 7 is disengaged (step S18), and the optimum steering gear ratio for the current running state, that is, the vehicle speed V is shown by the solid line in FIG. The first drive motor 11 is determined based on the relationship between V and the steering gear ratio (step S19), based on Map1 as shown in FIG. The drive motor generates a turning force (step 20).
【0058】次に、第1駆動モータ11が故障したこと
を知らせるために、例えばWARNING1の表示を点
灯し(ステップS21)、ECU16は、結果的に生じ
た実舵角と目標舵角との偏差の絶対値を検出し、その値
が所定の値δ0より大きいか否かを判定する(ステップ
S22)。このステップは、第2駆動モータ13が故障
しているか否かを判断するためのものであり、偏差の絶
対値が所定の値δ0よりも大きくない場合、第2駆動モ
ータ13が故障していないと判断し、本ルーチンを終了
する。これによって、第1駆動モータ11が故障した場
合でも、第2駆動モータ13によって操舵力を発生させ
るので、車両の操舵装置の機能が損なわれない。Next, in order to notify that the first drive motor 11 has failed, for example, the display of WARNING1 is turned on (step S21), and the ECU 16 determines the deviation between the resulting actual steering angle and the target steering angle. Is detected, and it is determined whether the value is greater than a predetermined value δ0 (step S22). This step is for determining whether or not the second drive motor 13 has failed. If the absolute value of the deviation is not larger than the predetermined value δ0, the second drive motor 13 has not failed. Is determined, and this routine ends. Thus, even when the first drive motor 11 fails, the steering force is generated by the second drive motor 13, so that the function of the steering device of the vehicle is not impaired.
【0059】それに対して、偏差の絶対値が所定の値δ
0よりも大きい場合、第2駆動モータ13も故障してい
ると判断し、機械的バックアップ状態に移行する。すな
わち、第1電磁クラッチ5及び第2電磁クラッチ7を共
に連結状態にし(ステップS23)、第1駆動モータ1
1及び第2駆動モータ13を共に停止し(ステップS2
4)、第2駆動モータ11が故障したことを知らせるた
めに、例えばWARNING2の表示を点灯し(ステッ
プS25)、本ルーチンを終了する。これによって、ス
テアリングホイール9とラック・ピニオン式ステアリン
グ2が連結されることになり、操舵が困難性になること
が防止される。On the other hand, the absolute value of the deviation is a predetermined value δ
If it is larger than 0, it is determined that the second drive motor 13 has also failed, and the state shifts to the mechanical backup state. That is, the first electromagnetic clutch 5 and the second electromagnetic clutch 7 are both connected (step S23), and the first drive motor 1
The first and second drive motors 13 are both stopped (step S2).
4) In order to notify that the second drive motor 11 has failed, for example, the display of WARNING2 is turned on (step S25), and this routine ends. As a result, the steering wheel 9 and the rack and pinion type steering 2 are connected to each other, thereby preventing the steering from becoming difficult.
【0060】ステップS13において操舵角θの絶対値
が所定の値θ0よりも大きい場合、すなわち、車両が極
低速走行であり、かつ、操舵角が比較的大きい場合、第
1電磁クラッチ5を連結状態にするとともに第2電磁ク
ラッチ7を切り離し状態にし(ステップS26)、現在
の走行状態すなわち車速Vに最適なステアリングギア比
を、図5において破線で示した車速Vとステアリングギ
ヤ比との関係に基づいて決定し(ステップS27)、目
標舵角を実現するように、図6Bに示したようなMap
2に基づいて、第1駆動モータ11は転舵力を発生さ
せ、第2駆動モータは、舵角が所定の値より小さい場合
には転舵力を発生させ、舵角が所定の値より大きい場合
には転舵反力を発生させる(ステップ28)。なお、ス
テップS27において決定されるステアリングギヤ比
は、図5に破線で示すように車速Vに関係なく一定にな
る。In step S13, when the absolute value of the steering angle θ is larger than the predetermined value θ0, that is, when the vehicle is traveling at an extremely low speed and the steering angle is relatively large, the first electromagnetic clutch 5 is connected. Then, the second electromagnetic clutch 7 is disengaged (step S26), and the optimum steering gear ratio for the current running state, that is, the vehicle speed V is determined based on the relationship between the vehicle speed V and the steering gear ratio indicated by the broken line in FIG. (Step S27), and a map as shown in FIG.
2, the first drive motor 11 generates a steering force, and the second drive motor generates a steering force when the steering angle is smaller than a predetermined value, and the steering angle is larger than the predetermined value. In this case, a steering reaction force is generated (step 28). Note that the steering gear ratio determined in step S27 is constant irrespective of the vehicle speed V as shown by the broken line in FIG.
【0061】次に、ECU16は、結果的に生じた実舵
角と目標舵角との偏差の絶対値を検出し、その値が所定
の値δ0より大きいか否かを判定する(ステップS2
9)。このステップは、車両の操舵装置が故障している
か否かを判断するためのものであり、偏差の絶対値が所
定の値δ0よりも大きくない場合、車両の操舵装置が故
障していないと判断し、本ルーチンを終了する。このよ
うに第2駆動モータによって操舵力を発生させることに
よって、第1駆動モータによって発生させることができ
る操舵力よりも大きな操舵力が要求される場合でも、他
の駆動モータを設けることなく、すなわち、車両の操舵
装置を大型化することなく比較的大きな操舵力を発生さ
せることができる。それに対して、偏差の絶対値が所定
の値δ0よりも大きい場合、ステップS23に進む。Next, the ECU 16 detects the absolute value of the resulting deviation between the actual steering angle and the target steering angle, and determines whether or not the value is greater than a predetermined value δ0 (step S2).
9). This step is for determining whether or not the steering device of the vehicle is malfunctioning. If the absolute value of the deviation is not larger than the predetermined value δ0, it is determined that the steering device of the vehicle is not malfunctioning. Then, this routine ends. By generating the steering force by the second drive motor in this manner, even when a steering force larger than the steering force that can be generated by the first drive motor is required, there is no need to provide another drive motor, that is, Thus, a relatively large steering force can be generated without increasing the size of the vehicle steering system. On the other hand, when the absolute value of the deviation is larger than the predetermined value δ0, the process proceeds to step S23.
【0062】図7は、本発明による車両の操舵装置の第
2の実施の形態を示す図である。この場合、第1の実施
の形態で用いられているのと同一部材には同一の番号を
付すものとする。本実施の形態では、第1ステアリング
シャフト41は、ピニオン軸2aと第1電磁クラッチ5
との間に介在する2本のフレキシブルシャフト41a,
41bを有する。これらフレキシブルシャフト41a,
41bは、可撓性を有する材料から構成した部分に対応
し、トルクを伝達することかできる部材であり、詳細な
構成については特願平11−86666号に記載されて
いる。このようなフレキシブルシャフト41a,41b
によって、車両の操舵装置の車両への搭載自由度を向上
させることができる。FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the vehicle steering system according to the present invention. In this case, the same members as those used in the first embodiment are given the same numbers. In the present embodiment, the first steering shaft 41 includes the pinion shaft 2 a and the first electromagnetic clutch 5.
Two flexible shafts 41a interposed between
41b. These flexible shafts 41a,
Reference numeral 41b is a member corresponding to a portion made of a flexible material and capable of transmitting torque, and its detailed configuration is described in Japanese Patent Application No. 11-866666. Such flexible shafts 41a and 41b
Thus, the degree of freedom in mounting the vehicle steering system on the vehicle can be improved.
【0063】第1駆動モータ42及びそれに含まれるエ
ンコーダ42aはラック2bと同軸に配置される。ま
た、第2ステアリングシャフト6と第3ステアリングシ
ャフト7との間に配置された第2電磁クラッチ43は、
第2ステアリングシャフト6と第3ステアリングシャフ
ト7とを切り離した際に機械的な操舵反力を発生させる
構成を有する。The first drive motor 42 and the encoder 42a included therein are arranged coaxially with the rack 2b. Further, the second electromagnetic clutch 43 disposed between the second steering shaft 6 and the third steering shaft 7,
When the second steering shaft 6 and the third steering shaft 7 are separated, a mechanical steering reaction force is generated.
【0064】図8は、切り離した際に機械的な操舵反力
を発生させるクラッチの連結時の断面図であり、図9
は、その切り離し時の断面図である。既に説明した第1
及び第2電磁クラッチ5及び7との違いに着目して説明
すると、円盤状部材51は、ベアリング52を介して部
材53と回転自在に配置されている。電磁石54を支持
する部材55は、切り離し時に部材53と接触可能とな
るような形状を有し、その接触面には摩擦材56が配置
されている。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which a clutch that generates a mechanical steering reaction force when disconnected is connected.
Is a sectional view at the time of separation. The first already explained
The disc-shaped member 51 is rotatably arranged with a member 53 via a bearing 52, focusing on the difference from the second electromagnetic clutches 5 and 7. The member 55 that supports the electromagnet 54 has a shape that allows the member 55 to come into contact with the member 53 when separated, and a friction material 56 is disposed on the contact surface.
【0065】第3ステアリングシャフト8の軸線に対し
て垂直方向に部材57が突出し、その端部と部材53と
の間にはコイルばね58が連結されている。連結時の動
作は、第1及び第2電磁クラッチ5及び7と同一である
が、切り離し時には、部材53が摩擦材56を介して部
材55に連結される。これによって、部材53は部材5
5に対して相対変位しなくなり、車体等に固定されるよ
うになる。それに対して、第3ステアリングシャフト8
は回転自在であるため、その回転に伴ってコイルばね5
8には操舵反力が発生する。このコイルばね58のばね
定数を調整することによって、操舵時の違和感を低減す
ることができる。A member 57 projects in a direction perpendicular to the axis of the third steering shaft 8, and a coil spring 58 is connected between the end of the member 57 and the member 53. The operation at the time of connection is the same as that of the first and second electromagnetic clutches 5 and 7, except that the member 53 is connected to the member 55 via the friction material 56 at the time of disconnection. Thereby, the member 53 becomes the member 5
5, and is not fixed to the vehicle body or the like. On the other hand, the third steering shaft 8
Is rotatable, so that the coil spring 5
8 generates a steering reaction force. By adjusting the spring constant of the coil spring 58, a sense of discomfort during steering can be reduced.
【0066】本発明は、上記実施の形態に限定されるも
のではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例え
ば、操舵手段として、ステアリングホイールの他に、レ
バー、ハンドグリップ、ペダル等を用いることもでき、
操舵機構として、ラック・ピニオン式ステアリング以外
の他の機構を用いることもできる。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and many modifications and variations are possible. For example, in addition to the steering wheel, a lever, a hand grip, a pedal, etc. can be used as the steering means.
A mechanism other than the rack and pinion type steering may be used as the steering mechanism.
【0067】また、走行状態検知手段として車速センサ
を用いたが、横加速度センサ、前後加速度センサ、ヨー
レートセンサ等又はそれらを組み合わせたものを用いて
もよい。第1及び第2連結及び切り離し手段として電磁
クラッチ以外のものを用いることができ、第1及び第2
駆動手段としてモータ以外のものを用いることもでき
る。さらに、弾性部材としてコイルばね以外のものを用
いることができ、フレキシブルシャフトとして、例えば
特開平10−259816号公報に記載されたようなも
のを用いることもできる。Although the vehicle speed sensor is used as the traveling state detecting means, a lateral acceleration sensor, a longitudinal acceleration sensor, a yaw rate sensor, or a combination thereof may be used. As the first and second connecting and disconnecting means, other than the electromagnetic clutch can be used, and the first and second connecting and disconnecting means can be used.
A driving means other than a motor can be used. Further, a material other than a coil spring can be used as the elastic member, and a material such as that described in, for example, JP-A-10-259816 can be used as the flexible shaft.
【図1】 本発明による車両の操舵装置の第1の実施の
形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a vehicle steering system according to the present invention.
【図2】 図1のクラッチの連結時の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the clutch shown in FIG. 1 at the time of connection.
【図3】 図1のクラッチの切り離し時の断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view of the clutch shown in FIG. 1 when the clutch is disengaged.
【図4】 第1の実施の形態の動作を示すフローチャー
トである。FIG. 4 is a flowchart showing an operation of the first embodiment.
【図5】 一方のクラッチが機械的に連結していない状
態及び両方のクラッチが機械的に連結している状態での
車速とステアリングギア比の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a vehicle speed and a steering gear ratio in a state where one clutch is not mechanically connected and in a state where both clutches are mechanically connected.
【図6】 第1及び第2駆動モータの動作を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing operations of first and second drive motors.
【図7】 本発明による車両の操舵装置の第2の実施の
形態を示す図である。FIG. 7 is a view showing a second embodiment of the vehicle steering system according to the present invention.
【図8】 切り離す際に機械的な操舵反力を発生させる
クラッチの連結時の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which a clutch that generates a mechanical steering reaction force at the time of disconnection is engaged.
【図9】 切り離す際に機械的な操舵反力を発生させる
クラッチの切り離し時の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a clutch that generates a mechanical steering reaction force when the clutch is disconnected.
1,41 第1ステアリングシャフト 2 ラック・ピニオン式ステアリング 2a ピニオン軸 2b ラック 3a,3b 操舵リンク 4a,4b 車輪 5 第1電磁クラッチ 6 第2ステアリングシャフト 7,43 第2電磁クラッチ 8 第3ステアリングシャフト 9 ステアリングホイール 10,12 ギヤ 11,42 第1駆動モータ 11a,13a,42a エンコーダ 13 第2駆動モータ 14 操舵角センサ 15 車速センサ 16 実行制御ユニット(ECU) 20,22 端部 21a,21b,27,28,29,51 円盤状部材 23a,23b,52 ベアリング 24,54 電磁石 25,53,55,57 部材 26 突起部 30 ボルト 31a,31b,31c,31d,56 摩擦材 32,58 コイルばね 41a,41b フレキシブルシャフト V 車速 θ1,θ2,θ3 回転角度 1,41 First steering shaft 2 Rack and pinion type steering 2a Pinion shaft 2b Rack 3a, 3b Steering link 4a, 4b Wheel 5 First electromagnetic clutch 6 Second steering shaft 7,43 Second electromagnetic clutch 8 Third steering shaft 9 Steering wheel 10, 12 Gear 11, 42 First drive motor 11a, 13a, 42a Encoder 13 Second drive motor 14 Steering angle sensor 15 Vehicle speed sensor 16 Execution control unit (ECU) 20, 22 End 21a, 21b, 27, 28 , 29, 51 Disc-shaped members 23a, 23b, 52 Bearings 24, 54 Electromagnets 25, 53, 55, 57 Members 26 Projections 30 Bolts 31a, 31b, 31c, 31d, 56 Friction materials 32, 58 Coil springs 41a, 41b Flexible Shi Yaft V Vehicle speed θ1, θ2, θ3 Rotation angle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B62D 111:00 B62D 111:00 113:00 113:00 137:00 137:00 Fターム(参考) 3D030 DC01 DC25 DC29 DC39 3D032 CC03 CC34 CC48 DA03 DA04 DA23 DA25 DA29 DB03 DC33 DC34 DD01 EA01 EB04 EB05 EB12 EC22 EC31 EC40 GG01 3D033 CA03 CA12 CA13 CA14 CA17 CA18 CA21 CA23 CA31 CA32 CA33 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme court ゛ (Reference) B62D 111: 00 B62D 111: 00 113: 00 113: 00 137: 00 137: 00 F-term (Reference) 3D030 DC01 DC25 DC29 DC39 3D032 CC03 CC34 CC48 DA03 DA04 DA23 DA25 DA29 DB03 DC33 DC34 DD01 EA01 EB04 EB05 EB12 EC22 EC31 EC40 GG01 3D033 CA03 CA12 CA13 CA14 CA17 CA18 CA21 CA23 CA31 CA32 CA33
Claims (12)
と、 運転者が操舵操作を行う操舵手段に一端を連結した第2
シャフトと、 前記第1シャフト及び第2シャフトとの間に配置される
第3シャフトと、 前記操舵手段の操舵量を検出する操舵量検出手段と、 車両の走行状態を検知する走行状態検知手段と、 前記操舵量及び/又は走行状態に基づいて命令を行う制
御手段と、 前記第1シャフトの他端と第3シャフトの一端との間の
機械的な連結及び切り離しを、前記命令に従って行う第
1連結及び切り離し手段と、 前記第3シャフトの他端と第2シャフトの他端との間の
機械的な連結及び切り離しを、前記命令に従って行う第
2連結及び切り離し手段と、 前記第1シャフトに機械的に連結され、前記命令に従っ
て操舵力を発生させる第1駆動手段と、 前記第3シャフトに機械的に連結され、前記命令に従っ
て操舵反力又は操舵力を発生させる第2駆動手段とを具
え、 前記走行状が通常走行であることが前記制御手段によっ
て判断された場合、前記第1連結及び切り離し手段が、
前記第1シャフトの他端と第3シャフトの一端とを機械
的に切り離すとともに、前記第2連結及び切り離し手段
が、前記第3シャフトの他端と第2シャフトの他端とを
機械的に連結し、前記第1駆動手段が操舵力を発生さ
せ、 前記第1駆動手段が故障していることが前記制御手段に
よって判断された場合、前記第1連結及び切り離し手段
が、前記第1シャフトの他端と第3シャフトの一端とを
機械的に連結するとともに、前記第2連結及び切り離し
手段が、前記第3シャフトの他端と第2シャフトの他端
とを機械的に切り離し、前記第2駆動手段が操舵力を発
生させるように構成したことを特徴とする車両の操舵装
置。A first shaft having one end connected to a steering mechanism; and a second shaft having one end connected to steering means for performing a steering operation by a driver.
A shaft, a third shaft disposed between the first shaft and the second shaft, a steering amount detecting unit for detecting a steering amount of the steering unit, and a running state detecting unit for detecting a running state of the vehicle. A control unit that issues a command based on the steering amount and / or traveling state; and a first unit that mechanically connects and disconnects the other end of the first shaft and one end of a third shaft in accordance with the command. Connecting and disconnecting means; second connecting and disconnecting means for performing mechanical connection and disconnection between the other end of the third shaft and the other end of the second shaft in accordance with the instruction; First driving means connected to the third shaft for generating a steering force according to the command; and a second driver mechanically connected to the third shaft for generating a steering reaction force or the steering force according to the command. Comprising the door, when the traveling-like is determined by said control means to be a normal traveling, the first connection and disconnection means,
The other end of the first shaft and one end of the third shaft are mechanically disconnected, and the second connection and disconnection means mechanically connects the other end of the third shaft and the other end of the second shaft. When the first driving means generates a steering force, and the control means determines that the first driving means is out of order, the first connection and disconnection means may be connected to the other of the first shaft. Mechanically connecting the end to one end of the third shaft, the second connection and disconnection means mechanically disconnects the other end of the third shaft and the other end of the second shaft, and A vehicle steering apparatus, wherein the means is configured to generate a steering force.
比で前記操舵量を除算したものが車輪角度となるよう
に、前記第1駆動手段が操舵力を発生させるように構成
したことを特徴とする請求項1記載の車両の操舵装置。2. The method according to claim 1, wherein the first driving means generates a steering force such that a value obtained by dividing the steering amount by a steering gear ratio according to the traveling state becomes a wheel angle. The vehicle steering apparatus according to claim 1.
つ、前記操舵量が所定の値より大きいことが前記制御手
段によって判断された場合、前記第1連結及び切り離し
手段が、前記第1シャフトの他端と第3シャフトの一端
とを機械的に連結するとともに、前記第2連結及び切り
離し手段が、前記第3シャフトの他端と第2シャフトの
他端とを機械的に切り離し、前記第1及び第2駆動手段
が共に操舵力を発生させるように構成したことを特徴と
する請求項1又は2記載の車両の操舵装置。3. The first connecting / disconnecting means, when the control means determines that the traveling state is extremely low speed traveling and the steering amount is larger than a predetermined value. The other end of the third shaft is mechanically connected to one end of the third shaft, and the second connecting and disconnecting means mechanically disconnects the other end of the third shaft from the other end of the second shaft. 3. The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein both the first and second driving means are configured to generate a steering force.
で割ったものが車輪角度となるように、前記第1及び第
2駆動手段が共に操舵力を発生させるように構成したこ
とを特徴とする請求項3記載の車両の操舵装置。4. A structure in which both the first and second driving means generate a steering force such that a value obtained by dividing the steering amount by a predetermined steering gear ratio becomes a wheel angle. The vehicle steering apparatus according to claim 3.
ていることが前記制御手段によって判断された場合、前
記第1連結及び切り離し手段が、前記第1シャフトの他
端と第3シャフトの一端とを機械的に連結するととも
に、前記第2連結及び切り離し手段が、前記第3シャフ
トの他端と第2シャフトの他端とを機械的に連結し、か
つ、前記第1駆動手段及び第2駆動手段を停止させるこ
とを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか1項に
記載の車両の操舵装置。5. When the control means determines that both the first and second drive means have failed, the first connection / disconnection means connects the other end of the first shaft to a third shaft. And the second connection and disconnection means mechanically connects the other end of the third shaft and the other end of the second shaft, and the first drive means and The vehicle steering apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the second driving unit is stopped.
第1シャフトの他端と第3シャフトの一端とを機械的に
切り離すとともに、前記第2連結及び切り離し手段が、
前記第3シャフトの他端と第2シャフトの他端とを機械
的に連結している際に、目標車輪角度が実際の車輪角度
と著しく異なる場合、前記第1駆動手段が故障している
ことが前記制御手段によって判断されるように構成した
ことを特徴とする請求項1又は5記載の車両の操舵装
置。6. The first connection and disconnection means mechanically disconnects the other end of the first shaft from the one end of a third shaft, and the second connection and disconnection means includes
If the target wheel angle is significantly different from the actual wheel angle when the other end of the third shaft and the other end of the second shaft are mechanically connected, the first drive means has failed. 6. The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the control means is configured to be determined by the control means.
第1シャフトの他端と第3シャフトの一端とを機械的に
連結するとともに、前記第2連結及び切り離し手段が、
前記第3シャフトの他端と第2シャフトの他端とを機械
的に切り離している際に、目標車輪角度が実際の車輪角
度と著しく異なる場合、前記第2駆動手段が故障してい
ることが前記制御手段によって判断されるように構成し
たことを特徴とする請求項5記載の車両の操舵装置。7. The first connection / disconnection means mechanically connects the other end of the first shaft and one end of a third shaft, and the second connection / disconnection means comprises:
If the target wheel angle is significantly different from the actual wheel angle when the other end of the third shaft and the other end of the second shaft are mechanically separated from each other, it is possible that the second drive means has failed. The vehicle steering apparatus according to claim 5, wherein the control means is configured to make a determination.
行状態から換算したことを特徴とする請求項6又は7記
載の車両の操舵装置。8. The vehicle steering system according to claim 6, wherein the target wheel speed is converted from the steering amount and a running state.
第3シャフトの他端と第2シャフトの他端とを機械的に
切り離す際に操舵反力を発生させる弾性部材を有するこ
とを特徴とする請求項1から8のうちのいずれか1項に
記載の車両の操舵装置。9. The method according to claim 8, wherein the second connection and disconnection means includes an elastic member that generates a steering reaction force when mechanically disconnecting the other end of the third shaft and the other end of the second shaft. The vehicle steering apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein:
段がそれぞれ、電流が供給される場合には、前記第1シ
ャフトの他端と第3シャフトの一端及び前記第3シャフ
トの他端と第2シャフトの他端とを機械的に連結し、か
つ、電流が供給されない場合には、前記第1シャフトの
他端と第3シャフトの一端及び前記第3シャフトの他端
と第2シャフトの他端とを機械的に切り離すように構成
したことを特徴とする請求項1から9のうちのいずれか
1項に記載の車両の操舵装置。10. When the first and second connection and disconnection means are supplied with an electric current, respectively, the other end of the first shaft, one end of the third shaft, and the other end of the third shaft are connected to each other. When the other end of the second shaft is mechanically connected to the other shaft and current is not supplied, the other end of the first shaft and one end of the third shaft, and the other end of the third shaft and the other The vehicle steering apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the end is mechanically separated from the end.
トに機械的に連結したギヤと、そのギヤを介して操舵力
を前記第1シャフトに伝えるモータとを有し、前記第2
駆動手段が、前記第3シャフトに機械的に連結したギヤ
と、そのギヤを介して操舵反力又は操舵力を前記第3シ
ャフトに伝えるモータとを有することを特徴とする請求
項1から10のうちのいずれか1項に記載の車両の操舵
装置。11. The first driving means includes a gear mechanically connected to the first shaft, and a motor for transmitting a steering force to the first shaft via the gear, and
The drive means according to claim 1, further comprising a gear mechanically connected to the third shaft, and a motor for transmitting a steering reaction force or a steering force to the third shaft via the gear. The vehicle steering apparatus according to any one of the preceding claims.
とも1個が、可撓性を有する材料から構成した部分を有
することを特徴とする請求項1から11のうちのいずれ
か1項に記載の車両の操舵装置。12. The apparatus according to claim 1, wherein at least one of the first to third shafts has a portion made of a flexible material. Vehicle steering system.
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