JP2003112643A - Steering gear for vehicle - Google Patents
Steering gear for vehicleInfo
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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
ールの操作量と車輪の転舵量との比を車両の走行状態を
表す変量に応じて変更可能な車両の操舵装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle steering system capable of changing a ratio between an operation amount of a steering wheel and a steering amount of a wheel in accordance with a variable representing a running state of the vehicle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電動アクチュエータの動きを車輪に舵角
が変化するように伝達する際に、その電動アクチュエー
タを車両の走行状態を表す変量に応じて制御すること
で、その変量に応じてステアリングホイールの操作量と
車輪の転舵量との比を変化させる車両の操舵装置が提案
されている。すなわち、ステアリングホイールの操作に
応じた入力シャフトの回転を出力シャフトに遊星ギヤ機
構を介して伝達し、その伝達に際して遊星ギヤ機構を構
成するリングギヤを駆動する電動アクチュエータを車速
に応じて制御することで、操作量と転舵量との比を変更
している。2. Description of the Related Art When transmitting the movement of an electric actuator to a wheel so that the steering angle changes, the electric actuator is controlled in accordance with a variable representing a running state of a vehicle, and the steering wheel is controlled in accordance with the variable. There has been proposed a vehicle steering system that changes the ratio of the operation amount of the wheel and the turning amount of the wheel. That is, the rotation of the input shaft according to the operation of the steering wheel is transmitted to the output shaft via the planetary gear mechanism, and at the time of transmission, the electric actuator that drives the ring gear constituting the planetary gear mechanism is controlled according to the vehicle speed. , The ratio between the operation amount and the steering amount is changed.
【０００３】上記のような操舵装置において、ステアリ
ングホイールの操作量をセンサにより検出し、ステアリ
ングホイールの中立位置からの検出操作量が設定量以下
である時、車輪の転舵量が変化しないように電動アクチ
ュエータを駆動することが行われている（特公平７−１
１２８２２号、特公平７−１１２８２４号）。これによ
り、ステアリングホイールの中立位置近傍において操作
に対して舵角が変化しない不感帯が設けられ、車両直進
時における走行安定性の向上が図られている。In the steering apparatus as described above, the operation amount of the steering wheel is detected by the sensor, and when the operation amount detected from the neutral position of the steering wheel is less than the set amount, the steering amount of the wheels does not change. Driving an electric actuator is being performed (Japanese Patent Publication No. 7-1
No. 12822, Japanese Patent Publication No. 7-12124). As a result, a dead zone where the steering angle does not change with respect to the operation is provided near the neutral position of the steering wheel, and the traveling stability is improved when the vehicle goes straight.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、ステアリング
ホイールの操作による入力シャフトの回転に対して出力
シャフトが全く回転しないように電動アクチュエータを
制御するのは困難で、ステアリングホイールが中立位置
に位置する時に車輪が直進位置から変位することがあ
る。そのため、車両直進時における走行安定性の向上が
十分ではないという問題がある。However, it is difficult to control the electric actuator so that the output shaft does not rotate at all with respect to the rotation of the input shaft due to the operation of the steering wheel, and when the steering wheel is in the neutral position. The wheels may be displaced from the straight ahead position. Therefore, there is a problem that the traveling stability is not sufficiently improved when the vehicle goes straight.
【０００５】本発明は、上記問題を解決することのでき
る車両の操舵装置を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a vehicle steering system which can solve the above problems.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、ステアリング
ホイールの操作に応じて回転する入力シャフトと、出力
シャフトと、その入力シャフトの回転を出力シャフトに
回転伝達比を変更可能に伝達する回転伝達機構と、その
回転伝達機構の構成要素の一つを駆動する電動アクチュ
エータと、その出力シャフトの回転を車輪に舵角が変化
するように伝達する機構と、車両の走行状態を表す変量
を検出するセンサと、その検出変量に応じて前記電動ア
クチュエータを制御する制御装置とを備え、その電動ア
クチュエータの制御により前記入力シャフトから出力シ
ャフトへの回転伝達比が変更可能とされている車両の操
舵装置に適用される。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to an input shaft that rotates in response to an operation of a steering wheel, an output shaft, and a rotation transmission that transmits the rotation of the input shaft to the output shaft so that the rotation transmission ratio can be changed. A mechanism, an electric actuator that drives one of the components of the rotation transmission mechanism, a mechanism that transmits the rotation of the output shaft to the wheels so that the steering angle changes, and a variable that represents the running state of the vehicle is detected. A steering device for a vehicle, comprising a sensor and a control device for controlling the electric actuator according to a detected variable thereof, wherein a rotation transmission ratio from the input shaft to the output shaft can be changed by controlling the electric actuator. Applied.
【０００７】本発明の第１の特徴は、そのステアリング
ホイールの中立位置からの操作量を検出する手段と、そ
のステアリングホイールの中立位置からの検出操作量が
設定量を超えるか否かを判断する手段と、その電動アク
チュエータにより駆動される回転伝達機構の一つの構成
要素の回転をロックおよびロック解除可能な手段とが設
けられ、そのステアリングホイールの中立位置からの検
出操作量が設定量以下である時、その回転伝達機構の一
つの構成要素の回転がロックされることで、その回転伝
達機構による入力シャフトから出力シャフトへの回転伝
達比は構成要素伝達比のみで決まる最小とされ、そのス
テアリングホイールの中立位置からの検出操作量が設定
量を超える時、そのロック状態が解除される点にある。
この構成によれば、ステアリングホイールの中立位置か
らの検出操作量が設定量以下である時、入力シャフトか
ら出力シャフトへの回転伝達機構の一つの構成要素の回
転をロック状態にすることで、その入力シャフトから出
力シャフトへの回転伝達比は構成要素伝達比のみで決ま
る最小とされる。これにより、ステアリングホイールの
中立位置からの操作量が少ない時は、ステアリングホイ
ールを操作しても車輪の転舵量の変化は小さくなるの
で、車両直進時における走行安定性を向上できる。この
際、回転伝達機構の一つの構成要素の回転をロック状態
にするだけでよいため、電動アクチュエータの複雑な制
御を必要としない。その回転伝達機構の一つの構成要素
の回転をロック状態にするには、その構成要素自体をロ
ック状態にしてもよいし、その構成要素を駆動する電動
アクチュエータをロック状態にしてもよい。この場合、
車輪が直進位置に位置する時からの出力シャフトの回転
角を検出する手段が設けられ、そのステアリングホイー
ルの中立位置からの検出操作量が設定量以下である時、
そのステアリングホイールの中立位置からの入力シャフ
トの検出回転角と、車輪が直進位置に位置する時からの
出力シャフトの検出回転角とが等しい場合に、その回転
伝達機構の一つの構成要素の回転をロックする状態に移
行されるのが好ましい。これにより、ステアリングホイ
ールが中立位置に位置する時は確実に車輪を直進位置に
位置させることができる。A first feature of the present invention is a means for detecting the operation amount from the neutral position of the steering wheel, and determining whether or not the operation amount detected from the neutral position of the steering wheel exceeds a set amount. Means and means capable of locking and unlocking the rotation of one component of the rotation transmission mechanism driven by the electric actuator are provided, and the operation amount detected from the neutral position of the steering wheel is below a set amount. At this time, by locking the rotation of one component of the rotation transmission mechanism, the rotation transmission ratio from the input shaft to the output shaft by the rotation transmission mechanism is set to the minimum determined only by the component transmission ratio, and the steering wheel When the operation amount detected from the neutral position exceeds the set amount, the locked state is released.
According to this configuration, when the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel is equal to or less than the set amount, by locking the rotation of one component of the rotation transmission mechanism from the input shaft to the output shaft, The rotation transmission ratio from the input shaft to the output shaft is a minimum determined only by the component transmission ratio. As a result, when the operation amount from the neutral position of the steering wheel is small, even if the steering wheel is operated, the change in the turning amount of the wheels is small, so that the traveling stability can be improved when the vehicle goes straight. At this time, since it is only necessary to lock the rotation of one component of the rotation transmission mechanism, complicated control of the electric actuator is not required. To lock the rotation of one component of the rotation transmission mechanism, the component itself may be locked, or the electric actuator that drives the component may be locked. in this case,
Means is provided for detecting the rotation angle of the output shaft from the time the wheel is in the straight traveling position, and when the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel is less than or equal to the set amount,
When the detected rotation angle of the input shaft from the neutral position of the steering wheel and the detected rotation angle of the output shaft from the time when the wheel is in the straight traveling position are equal, rotation of one component of the rotation transmission mechanism is prevented. It is preferably transferred to the locked state. As a result, when the steering wheel is in the neutral position, the wheels can be reliably positioned in the straight traveling position.
【０００８】本発明の第２の特徴は、そのステアリング
ホイールの中立位置からの操作量を検出する手段と、そ
のステアリングホイールの中立位置からの検出操作量が
設定量を超えるか否かを判断する手段と、その入力シャ
フトと出力シャフトとが直結状態になるように前記回転
伝達機構における少なくも二つの構成要素を互いに連結
および連結解除可能な連結機構とが設けられ、そのステ
アリングホイールの中立位置からの検出操作量が設定量
以下である時、前記回転伝達機構における少なくも二つ
の構成要素が互いに連結され、そのステアリングホイー
ルの中立位置からの検出操作量が設定量を超える時、そ
の回転伝達機構における少なくも二つの構成要素相互の
連結が解除される点にある。この構成によれば、ステア
リングホイールの中立位置からの検出操作量が設定量以
下である時、入力シャフトと出力シャフトとが直結状態
とされる。これにより、ステアリングホイールの中立位
置からの検出操作量が設定量以下である時は、その入力
シャフトから出力シャフトへの回転伝達比は１となる。
よって、直進状態においては、車輪と路面との間の摩擦
に抗してステアリングホイールを操作するには大きな操
作力が必要になることから、車両直進時における走行安
定性を向上できる。この際、回転伝達機構における少な
くも二つの構成要素を互いに連結するだけでよいため、
電動アクチュエータの複雑な制御を必要としない。この
場合、車輪が直進位置に位置する時からの出力シャフト
の回転角を検出する手段が設けられ、そのステアリング
ホイールの中立位置からの検出操作量が設定量以下であ
る時、そのステアリングホイールの中立位置からの入力
シャフトの検出回転角と、車輪が直進位置に位置する時
からの出力シャフトの検出回転角とが等しい場合に、前
記回転伝達機構における少なくも二つの構成要素を互い
に連結する状態に移行されるのが好ましい。これによ
り、ステアリングホイールが中立位置に位置する時は確
実に車輪を直進位置に位置させることができる。A second feature of the present invention is a means for detecting the operation amount from the neutral position of the steering wheel, and determining whether or not the operation amount detected from the neutral position of the steering wheel exceeds a set amount. Means and a coupling mechanism capable of coupling and uncoupling at least two components of the rotation transmitting mechanism so that the input shaft and the output shaft thereof are directly coupled to each other. When the detected operation amount of is less than or equal to a set amount, at least two components of the rotation transmission mechanism are connected to each other, and when the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel exceeds the set amount, the rotation transmission mechanism. At least two of the components in are disconnected from each other. With this configuration, when the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel is equal to or less than the set amount, the input shaft and the output shaft are directly connected. Thus, when the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel is equal to or less than the set amount, the rotation transmission ratio from the input shaft to the output shaft becomes 1.
Therefore, in a straight traveling state, a large operating force is required to operate the steering wheel against the friction between the wheel and the road surface, so that traveling stability can be improved when the vehicle travels straight. At this time, since at least two components of the rotation transmission mechanism need only be connected to each other,
It does not require complicated control of the electric actuator. In this case, means for detecting the rotation angle of the output shaft from the time when the wheel is in the straight traveling position is provided, and when the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel is less than or equal to the set amount, the neutral position of the steering wheel is set. When the detected rotation angle of the input shaft from the position and the detected rotation angle of the output shaft from the time when the wheel is in the straight traveling position are equal, at least two components of the rotation transmission mechanism are connected to each other. It is preferably transferred. As a result, when the steering wheel is in the neutral position, the wheels can be reliably positioned in the straight traveling position.
【０００９】その回転伝達機構における少なくも二つの
構成要素が互いに連結される状態においては、その回転
伝達機構の構成要素の一つは前記電動アクチュエータに
より駆動されることのない自由回転可能な状態とされ、
そのステアリングホイールの中立位置からの検出操作量
が設定量を超える時、その回転伝達機構の構成要素の一
つは前記電動アクチュエータにより駆動されるのが好ま
しい。これにより、直進状態近傍においては、電動アク
チュエータの発生動力により舵角が変化することはない
ので、車両直進時における走行安定性をより向上でき
る。In a state where at least two components of the rotation transmission mechanism are connected to each other, one of the components of the rotation transmission mechanism is in a freely rotatable state that is not driven by the electric actuator. Is
When the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel exceeds the set amount, one of the components of the rotation transmission mechanism is preferably driven by the electric actuator. As a result, in the vicinity of the straight traveling state, the steering angle does not change due to the power generated by the electric actuator, so that the traveling stability when the vehicle is traveling straight can be further improved.
【００１０】その回転伝達機構は、サンギヤとリングギ
ヤとに噛み合う遊星ギヤをキャリアにより保持する遊星
ギヤ機構により構成され、そのサンギヤとリングギヤと
キャリアの中の何れかである第１遊星ギヤ要素が前記入
力シャフトに連結され、そのサンギヤとリングギヤとキ
ャリアの中で入力シャフトに連結されていない何れかで
ある第２遊星ギヤ要素が前記出力シャフトに連結され、
そのサンギヤとリングギヤとキャリアの中で入出力シャ
フトに連結されていない第３遊星ギヤ要素が前記電動ア
クチュエータにより回転駆動されるのが好ましい。The rotation transmission mechanism is composed of a planetary gear mechanism in which a carrier holds a planetary gear that meshes with a sun gear and a ring gear. A second planetary gear element, which is coupled to the shaft and is not coupled to the input shaft in the sun gear, the ring gear and the carrier, is coupled to the output shaft,
A third planetary gear element that is not connected to the input / output shaft in the sun gear, the ring gear, and the carrier is preferably rotationally driven by the electric actuator.
【００１１】本発明においては、ステアリングホイール
の中立位置からの検出操作量の設定量が車両の走行状態
を表す変量に応じて変更可能であるのが好ましい。これ
により、低車速で操舵が不要な時の走行安定性を向上
し、高車速で操舵が必要な時の操縦性を向上できる。In the present invention, it is preferable that the set amount of the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel can be changed according to the variable representing the running state of the vehicle. As a result, it is possible to improve traveling stability when steering is not required at low vehicle speeds, and maneuverability when steering is required at high vehicle speeds.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】図１に示す第１実施形態の車両の
操舵装置１は、ステアリングホイール（ステアリングホ
イール）Ｈに連結される入力シャフト２を備えている。
その入力シャフト２はベアリング７、８を介してハウジ
ング１０により支持されている。そのステアリングホイ
ールＨの操作に応じた入力シャフト２の回転は、遊星ギ
ヤ機構（回転伝達機構）３０を介して出力シャフト１１
に回転伝達比を変更可能に伝達される。その出力シャフ
ト１１は、入力シャフト２と同軸心に隙間を介して配置
され、ベアリング１２、１３を介してハウジング１０に
より支持されている。その出力シャフト１１の回転はス
テアリングギヤにより舵角が変化するように車輪に伝達
される。そのステアリングギヤは、例えばラックピニオ
ン式ステアリングギヤやボールスクリュー式ステアリン
グギヤ等の公知のものを用いることができる。これによ
り、入力シャフト２の回転は遊星ギヤ機構３０を介して
出力シャフト１１に伝達され、その出力シャフト１１の
回転により舵角が変化する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A vehicle steering system 1 according to a first embodiment shown in FIG. 1 includes an input shaft 2 connected to a steering wheel (steering wheel) H.
The input shaft 2 is supported by a housing 10 via bearings 7 and 8. The rotation of the input shaft 2 according to the operation of the steering wheel H is transmitted through the planetary gear mechanism (rotation transmission mechanism) 30 to the output shaft 11
The rotation transmission ratio is transmitted so that it can be changed. The output shaft 11 is arranged coaxially with the input shaft 2 with a gap, and is supported by the housing 10 via bearings 12 and 13. The rotation of the output shaft 11 is transmitted to the wheels by the steering gear so that the steering angle changes. As the steering gear, known gears such as a rack and pinion type steering gear and a ball screw type steering gear can be used. Thus, the rotation of the input shaft 2 is transmitted to the output shaft 11 via the planetary gear mechanism 30, and the rotation of the output shaft 11 changes the steering angle.
【００１３】その遊星ギヤ機構３０は、サンギヤ３１と
リングギヤ３２とに噛み合う遊星ギヤ３３をキャリア３
４により保持することで構成されている。そのサンギヤ
３１は、入力シャフト２の端部外周に同行回転するよう
に連結されている。そのキャリア３４は、出力シャフト
１１に同行回転するように連結されている。そのリング
ギヤ３２は、入力シャフト２を囲むホルダー３６にボル
ト３６２を介して固定されている。そのホルダー３６
は、入力シャフト２を囲むようにハウジング１０に固定
された筒状部材３５によりベアリング９を介して支持さ
れている。そのホルダー３６の外周にウォームホイール
３７が同行回転するように嵌め合わされている。そのウ
ォームホイール３７に噛み合うウォーム３８がハウジン
グ１０により支持されている。そのウォーム３８はハウ
ジング１０に取り付けられたモータ（電動アクチュエー
タ）３９により駆動される。これにより、その遊星ギヤ
機構３０の構成要素であるリングギヤ３２がモータ３９
により駆動され、そのモータ３９の動きが車輪に舵角が
変化するように伝達される。The planetary gear mechanism 30 includes a planetary gear 33, which meshes with a sun gear 31 and a ring gear 32, as a carrier 3.
It is configured to be held by 4. The sun gear 31 is connected to the outer circumference of the end portion of the input shaft 2 so as to rotate together. The carrier 34 is connected to the output shaft 11 so as to rotate together. The ring gear 32 is fixed to a holder 36 surrounding the input shaft 2 via bolts 362. Its holder 36
Are supported via a bearing 9 by a tubular member 35 fixed to the housing 10 so as to surround the input shaft 2. A worm wheel 37 is fitted on the outer periphery of the holder 36 so as to rotate together. A worm 38 that meshes with the worm wheel 37 is supported by the housing 10. The worm 38 is driven by a motor (electric actuator) 39 attached to the housing 10. As a result, the ring gear 32, which is a constituent element of the planetary gear mechanism 30, is connected to the motor 39.
And the movement of the motor 39 is transmitted to the wheels so that the steering angle changes.
【００１４】そのモータ３９として、例えば目標駆動電
流に応じてパルス幅変調駆動されるブラシ付き直流モー
タが用いられる。そのモータ３９の動きを車輪に舵角が
変化するように伝達する際に、そのモータ３９を車両の
走行状態を表す変量に応じて閉ループ制御することで、
その変量に応じて入力シャフト２から出力シャフト１１
への回転伝達比、すなわちステアリングホイールＨの操
作量と車輪の転舵量との比を変化させることができる。
本実施形態では、その走行状態を表す変量は車速とされ
ている。例えば、車速零の据え切り状態では入力シャフ
ト２の回転角速度とリングギヤ３２の回転角速度とが等
しくなるようにモータ３９を制御することで、入力シャ
フト２から出力シャフト１１への回転伝達比を１とす
る。また、高速になる程にリングギヤ３２の回転角速度
を低下させ、遊星ギヤ機構３０を減速ギヤ機構として機
能させることで、車両の低速での旋回性と高速での走行
安定性とを向上できる。As the motor 39, for example, a brush DC motor driven by pulse width modulation according to a target drive current is used. When the movement of the motor 39 is transmitted to the wheels so that the steering angle changes, the motor 39 is closed-loop controlled according to the variable representing the running state of the vehicle.
Depending on the variable, the input shaft 2 to the output shaft 11
It is possible to change the rotation transmission ratio to the steering wheel, that is, the ratio between the operation amount of the steering wheel H and the steering amount of the wheels.
In the present embodiment, the variable representing the traveling state is the vehicle speed. For example, in the stationary state where the vehicle speed is zero, the rotation transmission ratio from the input shaft 2 to the output shaft 11 is set to 1 by controlling the motor 39 so that the rotation angular velocity of the input shaft 2 becomes equal to the rotation angular velocity of the ring gear 32. To do. Further, the rotational angular velocity of the ring gear 32 is decreased as the speed becomes higher, and the planetary gear mechanism 30 functions as a reduction gear mechanism, whereby the turning performance of the vehicle at low speed and the traveling stability at high speed can be improved.
【００１５】図２に示すように、そのモータ３９は車両
に搭載される制御装置４０に接続され、その制御装置４
０に走行状態を表す変量の検出用センサとして車速セン
サ４１が接続されている。また、その制御装置４０に、
ステアリングホイールＨの中立位置からの操作量として
入力シャフト２の回転角を検出する舵角センサ４２と、
車輪の直進位置からの転舵量として出力シャフト１１の
回転角を検出する回転角センサ４３とが接続されてい
る。検出された入力シャフト２の回転角および車速から
求められる目標転舵量と、検出された出力シャフト１１
の回転角との偏差を低減するように、制御装置４０はモ
ータ３９を閉ループ制御する。As shown in FIG. 2, the motor 39 is connected to a controller 40 mounted on the vehicle, and the controller 4 is connected to the controller 40.
A vehicle speed sensor 41 is connected to 0 as a sensor for detecting a variable representing a running state. In addition, in the control device 40,
A steering angle sensor 42 that detects a rotation angle of the input shaft 2 as an operation amount from a neutral position of the steering wheel H;
A rotation angle sensor 43 that detects the rotation angle of the output shaft 11 as the amount of steering from the straight ahead position of the wheel is connected. The target turning amount obtained from the detected rotation angle of the input shaft 2 and the vehicle speed, and the detected output shaft 11
The control device 40 controls the motor 39 in a closed loop so as to reduce the deviation from the rotation angle.
【００１６】図３は、操舵装置１における制御系の構成
を示すブロック図である。図３において、Ｔｉはステア
リングホイールＨの操舵トルク、Ｖは車速のセンサ４１
による検出値、θｉは入力シャフト２の回転角の舵角セ
ンサ４２による検出値、θｏは出力シャフト１１の回転
角の回転角センサ４３による検出値、θｏ* は出力シャ
フト１１の目標回転角、ｉ* はモータ３９の目標制御量
である目標駆動電流、Ｃ１は入力シャフト２の回転角θ
ｉに対する出力シャフトの目標回転角θｏ* の調節部、
Ｃ２は出力シャフト１１の目標回転角θｏ* と回転角θ
ｏとの偏差（θｏ * −θｏ）に対するモータ３９の目標
駆動電流ｉ* の調節部である。FIG. 3 is a block diagram of the control system of the steering system 1.
It is a block diagram showing. In FIG. 3, Ti is steer
The steering torque of the ring wheel H, V is the vehicle speed sensor 41.
, Θi is the steering angle of the rotation angle of the input shaft 2.
The value detected by the sensor 42, θo, is the rotation of the output shaft 11.
Value detected by the angle rotation angle sensor 43, θo* Is the output
Target rotation angle of shift 11, i* Is the target control amount of the motor 39
Is the target drive current, and C1 is the rotation angle θ of the input shaft 2.
The target rotation angle θo of the output shaft with respect to i* Adjustment part of
C2 is the target rotation angle θo of the output shaft 11.* And rotation angle θ
Deviation from o (θo * -The target of the motor 39 for θo)
Drive current i* It is the adjusting part of.
【００１７】制御装置４０は、舵角センサ４２により検
出した入力シャフト２の回転角θｉに対する出力シャフ
ト１１の目標回転角θｏ* を、予め定められて記憶され
た関係に基づき演算する。本実施形態では、その入力シ
ャフト２の回転角θｉに対する出力シャフトの目標回転
角θｏ* の調節部Ｃ１は比例制御要素とされ、出力シャ
フト１１の目標回転角はθｏ* ＝Ｋ（Ｖ）・θｉにより
求められる。ここでＫ（Ｖ）は比例ゲインであり、車速
Ｖの関数とされている。この入力シャフト２の回転角θ
ｉと車速Ｖと出力シャフト１１の目標回転角θｏ* との
関係を表す比例ゲインＫ（Ｖ）が制御装置４０に記憶さ
れる。例えば図４に示すように、その比例ゲインＫ
（Ｖ）は車速Ｖが増大する程に減少するものとされ、こ
の関係が制御装置４０に記憶される。制御装置４０は、
その記憶した比例ゲインＫ（Ｖ）と入力シャフト２の検
出回転角θｉと検出車速Ｖとに基づき出力シャフト１１
の目標回転角θｏ* を演算する。The control device 40 calculates the target rotation angle θo * of the output shaft 11 with respect to the rotation angle θi of the input shaft 2 detected by the steering angle sensor 42, based on a predetermined and stored relationship. In the present embodiment, the adjusting portion C1 of the target rotation angle θo * of the output shaft with respect to the rotation angle θi of the input shaft 2 is a proportional control element, and the target rotation angle of the output shaft 11 is θo * = K (V) · i. Required by. Here, K (V) is a proportional gain and is a function of the vehicle speed V. Rotation angle θ of this input shaft 2
A proportional gain K (V) representing the relationship between i, the vehicle speed V, and the target rotation angle θo * of the output shaft 11 is stored in the control device 40. For example, as shown in FIG. 4, the proportional gain K
(V) decreases as the vehicle speed V increases, and this relationship is stored in the control device 40. The control device 40 is
Based on the stored proportional gain K (V), the detected rotation angle θi of the input shaft 2 and the detected vehicle speed V, the output shaft 11
The target rotation angle θo * of is calculated.
【００１８】制御装置４０は、出力シャフト１１の目標
回転角θｏ* と検出回転角θｏとの偏差（θｏ* −θ
ｏ）と、モータ３９の目標駆動電流ｉ* との間の関係を
記憶する。本実施形態では、その偏差（θｏ* −θｏ）
に対する目標駆動電流ｉ* の調節部Ｃ２は比例積分（Ｐ
Ｉ）制御要素とされ、目標駆動電流ｉ* はｉ* ＝Ｇ・
（θｏ* −θｏ）により求められる。ここでＧは伝達関
数であり、例えばＫｇをゲイン、Ｔを時定数として、そ
の伝達関数ＧはＰＩ制御がなされるようにＧ＝Ｋｇ・
〔１＋１／（Ｔ・ｓ）〕とされ、そのゲインＫｇと時定
数Ｔは最適な制御を行えるように設定される。その伝達
関数Ｇが制御装置４０に記憶される。The control device 40 controls the deviation (θo * -θ ) between the target rotation angle θo * of the output shaft 11 and the detected rotation angle θo.
The relationship between o) and the target drive current i * of the motor 39 is stored. In this embodiment, the deviation (θo * −θo)
For the target drive current i * with respect to
I) As a control element, the target drive current i * is i * = G ·
It is calculated by (θo * −θo). Here, G is a transfer function. For example, with Kg being a gain and T being a time constant, the transfer function G is G = Kg · so that PI control is performed.
[1 + 1 / (T · s)], and its gain Kg and time constant T are set so that optimum control can be performed. The transfer function G is stored in the control device 40.
【００１９】制御装置４０は、ステアリングホイールＨ
の中立位置からの操作量すなわち舵角センサ４２による
入力シャフト２の検出回転角θｉが予め定めた設定量を
超えるか否かを判断する。その操作量の設定量はステア
リングホイールＨの遊び量に対応するように定めること
ができ、例えば数度とされる。また、その設定量を車両
の走行状態を表す変量である車速に応じて変更可能とし
てもよい。その設定量を車速が大きくなる程に小さくす
ることで、低車速で操舵が不要な時の走行安定性を向上
し、高車速で操舵が必要な時の操縦性を向上できる。そ
のステアリングホイールＨの中立位置は、ステアリング
ホイールＨが中立位置にある時に舵角センサ４２の検出
値が零になるように初期設定することで求めることがで
きる。The control device 40 has a steering wheel H.
It is determined whether or not the operation amount from the neutral position, that is, the detected rotation angle θi of the input shaft 2 by the steering angle sensor 42 exceeds a predetermined set amount. The set amount of the operation amount can be determined so as to correspond to the play amount of the steering wheel H, and is set to several degrees, for example. Further, the set amount may be changeable according to the vehicle speed which is a variable representing the running state of the vehicle. By decreasing the set amount as the vehicle speed increases, it is possible to improve the running stability when the steering is not required at the low vehicle speed, and to improve the maneuverability when the steering is required at the high vehicle speed. The neutral position of the steering wheel H can be obtained by initializing the detection value of the steering angle sensor 42 to zero when the steering wheel H is in the neutral position.
【００２０】図５に示すように、その遊星ギヤ機構３０
の一つの構成要素であるリングギヤ３２の回転をロック
およびロック解除可能なロック機構５０が設けられてい
る。本実施形態のロック機構５０は、ハウジング１０の
内周側に取り付けられる駆動装置５２と、その駆動装置
５２に取り付けられるロック部材５１とを有する。その
ロック部材５１は上記ウォームホイール３７の外周の歯
３７ａに対向する。その駆動装置５２は、例えば上記制
御装置４０からの信号によりロック部材５１をウォーム
ホイール３７に向かい移動させるソレノイドと、そのロ
ック部材５１にウォームホイール３７から離れる方向の
弾力を作用させるバネとで構成される。そのロック部材
５１は、駆動装置５２により駆動されることで、ウォー
ムホイール３７の歯３７ａに噛み合うロック位置と、ウ
ォームホイール３７の歯３７ａとの噛み合いが解除され
るロック解除位置との間で往復移動する。そのロック部
材５１とウォームホイール３７との噛み合いにより、そ
のウォームホイール３７と同行回転するリングギヤ３２
の回転がロック状態になる。そのリングギヤ３２の回転
がロック状態とされることで、遊星ギヤ機構３０による
入力シャフト２から出力シャフト１１への回転伝達比は
構成要素伝達比のみで決まる最小とされる。As shown in FIG. 5, the planetary gear mechanism 30 is provided.
A lock mechanism 50 capable of locking and unlocking the rotation of the ring gear 32, which is one of the components, is provided. The lock mechanism 50 of the present embodiment includes a drive device 52 attached to the inner peripheral side of the housing 10 and a lock member 51 attached to the drive device 52. The lock member 51 faces the teeth 37a on the outer circumference of the worm wheel 37. The drive device 52 is composed of, for example, a solenoid that moves the lock member 51 toward the worm wheel 37 in response to a signal from the control device 40, and a spring that applies an elastic force to the lock member 51 in a direction away from the worm wheel 37. It The lock member 51 is driven by the drive device 52 to reciprocate between a lock position where the teeth 37a of the worm wheel 37 are engaged and a lock release position where the engagement of the teeth 37a of the worm wheel 37 is released. To do. The engagement between the lock member 51 and the worm wheel 37 causes the ring gear 32 to rotate together with the worm wheel 37.
Rotation is locked. Since the rotation of the ring gear 32 is locked, the rotation transmission ratio of the planetary gear mechanism 30 from the input shaft 2 to the output shaft 11 is minimized only by the component transmission ratio.
【００２１】本実施形態では、ステアリングホイールＨ
の中立位置からの操作量すなわち入力シャフト２の検出
回転角θｉが設定量以下である時、その検出回転角θｉ
と、車輪が直進位置に位置する時からの出力シャフト１
１の検出回転角θｏとが等しい場合に、リングギヤ３２
の回転をロックする状態に移行される。その車輪の直進
位置は、車輪が直進位置にある時に出力シャフト１１の
回転角を検出する回転角センサ４３の検出値が零になる
ように初期設定することで求めることができる。そのス
テアリングホイールＨの中立位置からの検出回転角θｉ
が設定量を超える時、そのロック状態が解除される。In this embodiment, the steering wheel H
When the operation amount from the neutral position, that is, the detected rotation angle θi of the input shaft 2 is equal to or less than the set amount, the detected rotation angle θi
And the output shaft 1 from when the wheels are in the straight position
1 is equal to the detected rotation angle θo, the ring gear 32
The state is locked to lock the rotation of. The straight-ahead position of the wheel can be obtained by initial setting so that the detection value of the rotation angle sensor 43 that detects the rotation angle of the output shaft 11 becomes zero when the wheel is in the straight-ahead position. The detected rotation angle θi from the neutral position of the steering wheel H
When exceeds the set amount, the locked state is released.
【００２２】図６のフローチャートを参照して上記制御
装置４０による制御手順を説明する。まず、各センサの
検出値を読み込み（ステップ１）、入力シャフト２の検
出回転角θｉが設定量θ以下であるか否かを判断する
（ステップ２）。ステップ２において入力シャフト２の
検出回転角θｉが設定量θ以下であれば、入力シャフト
２の検出回転角θｉと出力シャフト１１の検出回転角θ
ｏとが一致するか否かを判断する（ステップ３）。ステ
ップ３において入力シャフト２の検出回転角θｉと出力
シャフト１１の検出回転角θｏとが一致すれば、駆動装
置５２によりロック部材５１をロック位置に移動させ、
リングギヤ３２の回転をロックする状態に移行する（ス
テップ４）。次に、制御を終了するか否かを、例えば車
両のイグニッションスイッチがオンか否かにより判断し
（ステップ５）、終了しない場合はステップ１に戻る。
ステップ２において入力シャフト２の検出回転角θｉが
設定量θを超えれば、駆動装置５２によりロック部材５
１をロック解除位置に移動させ、リングギヤ３２の回転
ロックを解除する（ステップ６）。しかる後に、検出車
速Ｖに対応する比例ゲインＫ（Ｖ）を求め、その求めた
比例ゲインＫ（Ｖ）と入力シャフト２の検出回転角θｉ
とから出力シャフト１１の目標回転角θｏ* を演算し、
その目標回転角θｏ* と出力シャフト１１の検出回転角
θｉとの偏差（θｏ* −θｏ）と、伝達関数Ｇとから目
標駆動電流ｉ* を演算し、その目標駆動電流ｉ* に基づ
きモータ３９を駆動する（ステップ７）。ステップ３に
おいて入力シャフト２の検出回転角θｉと出力シャフト
１１の検出回転角θｏとが一致しなければステップ７に
至る。次に、制御を終了するか否かを、例えば車両のイ
グニッションスイッチがオンか否かにより判断し（ステ
ップ５）、終了しない場合はステップ１に戻る。A control procedure by the control device 40 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the detection value of each sensor is read (step 1), and it is determined whether the detected rotation angle θi of the input shaft 2 is equal to or less than the set amount θ (step 2). In step 2, if the detected rotation angle θi of the input shaft 2 is less than or equal to the set amount θ, the detected rotation angle θi of the input shaft 2 and the detected rotation angle θ of the output shaft 11
It is determined whether or not o matches (step 3). If the detected rotation angle θi of the input shaft 2 and the detected rotation angle θo of the output shaft 11 match in step 3, the drive device 52 moves the lock member 51 to the lock position,
The state where the rotation of the ring gear 32 is locked is entered (step 4). Next, whether to end the control is determined by, for example, whether or not the ignition switch of the vehicle is on (step 5), and if not ended, the process returns to step 1.
If the detected rotation angle θi of the input shaft 2 exceeds the set amount θ in step 2, the driving device 52 causes the lock member 5 to rotate.
1 is moved to the lock release position to release the rotation lock of the ring gear 32 (step 6). Then, the proportional gain K (V) corresponding to the detected vehicle speed V is obtained, and the obtained proportional gain K (V) and the detected rotation angle θi of the input shaft 2 are obtained.
The target rotation angle θo * of the output shaft 11 is calculated from
The target drive current i * is calculated from the deviation (θo * −θo) between the target rotation angle θo * and the detected rotation angle θi of the output shaft 11 and the transfer function G, and the motor 39 is calculated based on the target drive current i *. Are driven (step 7). If the detected rotation angle θi of the input shaft 2 and the detected rotation angle θo of the output shaft 11 do not match in step 3, the process proceeds to step 7. Next, whether to end the control is determined by, for example, whether or not the ignition switch of the vehicle is on (step 5), and if not ended, the process returns to step 1.
【００２３】上記第１実施形態によれば、ステアリング
ホイールＨの中立位置からの検出操作量が設定量以下で
ある時、遊星ギヤ機構３０のリングギヤ３２の回転をロ
ック状態にすることで、入力シャフト２から出力シャフ
ト１１への回転伝達比は構成要素伝達比のみで決まる最
小とされる。これにより、ステアリングホイールＨの中
立位置からの操作量が少ない時は、ステアリングホイー
ルＨを操作しても車輪の転舵量の変化は小さくなるの
で、車両直進時における走行安定性を向上できる。この
際、リングギヤ３２の回転をロック状態にするだけでよ
いため、モータ３９の複雑な制御を必要としない。さら
に、ステアリングホイールＨの中立位置からの入力シャ
フト２の検出回転角と、車輪が直進位置に位置する時か
らの出力シャフト１１の検出回転角とが等しい場合に、
そのリングギヤ３２の回転をロックする状態に移行する
ため、ステアリングホイールＨが中立位置に位置する時
は確実に車輪を直進位置に位置させることができる。According to the above-described first embodiment, when the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel H is less than the set amount, the rotation of the ring gear 32 of the planetary gear mechanism 30 is locked so that the input shaft is rotated. The rotation transmission ratio from 2 to the output shaft 11 is a minimum determined only by the component transmission ratio. As a result, when the amount of operation of the steering wheel H from the neutral position is small, the change in the amount of turning of the wheels is small even if the steering wheel H is operated, so that traveling stability can be improved when the vehicle goes straight. At this time, since the rotation of the ring gear 32 only needs to be locked, complicated control of the motor 39 is not required. Further, when the detected rotation angle of the input shaft 2 from the neutral position of the steering wheel H and the detected rotation angle of the output shaft 11 from the time when the wheel is in the straight traveling position are equal,
Since the rotation of the ring gear 32 is shifted to the locked state, when the steering wheel H is in the neutral position, the wheels can be reliably positioned in the straight traveling position.
【００２４】図７、図８を参照して本発明の第２実施形
態に係る車両の操舵装置を説明する。なお、上記第１実
施形態と同一部分は同一符号で示して相違点のみ説明す
る。本実施形態においては、第１実施形態のロック機構
５０に代えて、入力シャフト２と出力シャフト１１とが
直結状態になるように、遊星ギヤ機構３０における少な
くも二つの構成要素を互いに連結および連結解除可能な
連結機構１５０が設けられている。図７に示すように、
本実施形態の連結機構１５０は、リングギヤ３２に取り
付けられる駆動装置１５２と、その駆動装置１５２を介
してリングギヤ３２に同行回転するように取り付けられ
ると共にキャリア３４の端面に対向する押し付け部材１
５１とを有する。そのキャリア３４は出力シャフト１１
に、例えばスプラインを介して軸中心に同行回転可能か
つ軸方向相対移動可能に連結されている。その駆動装置
１５２は押し付け部材１５１を出力シャフト１１の軸方
向に沿って往復駆動可能である。その駆動装置１５２
は、例えば制御装置４０からの信号により押し付け部材
１５１をリングギヤ３２に向かい移動させるソレノイド
と、その押し付け部材１５１にリングギヤ３２から離れ
る方向の弾力を作用させるバネとで構成される。その押
し付け部材１５１は、駆動装置１５２により駆動される
ことで、キャリア３４を押し付ける連結位置と、その押
し付けが解除される連結解除位置との間で往復移動可能
とされている。その押し付け部材１５１によるキャリア
３４の押し付けにより、押し付け部材１５１とキャリア
３４との間の摩擦に基づき、キャリア３４とリングギヤ
３２とは同行回転するように連結される。そのキャリア
３４とリングギヤ３２とが連結されることで、入力シャ
フト２と出力シャフト１１とは直結状態となり、入力シ
ャフト２から出力シャフト１１への回転伝達比は１にな
る。A vehicle steering system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and only different points will be described. In the present embodiment, in place of the lock mechanism 50 of the first embodiment, at least two constituent elements of the planetary gear mechanism 30 are connected and connected to each other so that the input shaft 2 and the output shaft 11 are directly connected. A releasable coupling mechanism 150 is provided. As shown in FIG.
The coupling mechanism 150 of the present embodiment is mounted on the ring gear 32, and the pressing member 1 that is mounted so as to rotate along with the ring gear 32 via the driving device 152 and that faces the end surface of the carrier 34.
51 and. The carrier 34 is the output shaft 11
Are connected to each other via, for example, a spline so as to be rotatable about the axis and relatively movable in the axial direction. The driving device 152 can reciprocally drive the pressing member 151 along the axial direction of the output shaft 11. The drive device 152
Is composed of, for example, a solenoid that moves the pressing member 151 toward the ring gear 32 in response to a signal from the control device 40, and a spring that applies an elastic force to the pressing member 151 in a direction away from the ring gear 32. The pressing member 151 is driven by the driving device 152, so that the pressing member 151 can reciprocate between a connection position for pressing the carrier 34 and a connection release position for releasing the pressing. By the pressing of the carrier 34 by the pressing member 151, the carrier 34 and the ring gear 32 are coupled so as to rotate together, based on the friction between the pressing member 151 and the carrier 34. By coupling the carrier 34 and the ring gear 32, the input shaft 2 and the output shaft 11 are directly coupled, and the rotation transmission ratio from the input shaft 2 to the output shaft 11 is 1.
【００２５】本実施形態では、ステアリングホイールＨ
の中立位置からの操作量すなわち入力シャフト２の検出
回転角θｉが設定量以下である時、そのステアリングホ
イールＨの中立位置からの入力シャフト２の検出回転角
θｉと、車輪が直進位置に位置する時からの出力シャフ
ト１１の検出回転角θｏとが等しい場合に、リングギヤ
３２とキャリア３４は互いに連結される状態に移行され
ると共に、リングギヤ３２はモータ３９により駆動され
ることのない自由回転可能な状態とされる。その車輪の
直進位置は、車輪が直進位置にある時に出力シャフト１
１の回転角を検出する回転角センサ４３の検出値が零に
なるように初期設定することで求めることができる。そ
のステアリングホイールＨの中立位置からの検出回転角
θｉが設定量を超える時、そのリングギヤ３２とキャリ
ア３４との連結状態が解除されると共にリングギヤ３２
はモータ３９により駆動される。他は第１実施形態と同
様の構成とされている。In the present embodiment, the steering wheel H
When the operation amount from the neutral position, that is, the detected rotation angle θi of the input shaft 2 is equal to or less than the set amount, the detected rotation angle θi of the input shaft 2 from the neutral position of the steering wheel H and the wheel are positioned at the straight traveling position. When the detected rotation angle θo of the output shaft 11 from time to time is the same, the ring gear 32 and the carrier 34 are moved to a state of being connected to each other, and the ring gear 32 is free to rotate without being driven by the motor 39. To be in a state. The straight position of the wheel is such that when the wheel is in the straight position, the output shaft 1
It can be obtained by initial setting so that the detection value of the rotation angle sensor 43 that detects the rotation angle of 1 becomes zero. When the detected rotation angle θi from the neutral position of the steering wheel H exceeds the set amount, the connection state between the ring gear 32 and the carrier 34 is released and the ring gear 32 is released.
Is driven by a motor 39. The other configurations are similar to those of the first embodiment.
【００２６】図８のフローチャートを参照して上記制御
装置４０による制御手順を説明する。まず、各センサの
検出値を読み込み（ステップ１０１）、入力シャフト２
の検出回転角θｉが設定量θ以下であるか否かを判断す
る（ステップ１０２）。ステップ１０２において入力シ
ャフト２の検出回転角θｉが設定量θ以下であれば、入
力シャフト２の検出回転角θｉと出力シャフト１１の検
出回転角θｏとが一致するか否かを判断する（ステップ
１０３）。ステップ１０３において入力シャフト２の検
出回転角θｉと出力シャフト１１の検出回転角θｏとが
一致すれば、駆動装置１５２により押し付け部材１５１
をキャリア３４に押し付ける。これにより、キャリア３
４とリングギヤ３２は互いに連結される状態に移行され
（ステップ１０４）、入力シャフト２と出力シャフト１
１とは直結状態とされる。また、モータ３９への通電を
解除することで、リングギヤ３２をモータ３９により駆
動されることのない自由回転可能な状態とする（ステッ
プ１０５）。次に、制御を終了するか否かを、例えば車
両のイグニッションスイッチがオンか否かにより判断し
（ステップ１０６）、終了しない場合はステップ１０１
に戻る。ステップ１０２において入力シャフト２の検出
回転角θｉが設定量θを超えれば、駆動装置１５２によ
り押し付け部材１５１のキャリア３４への押し付けを解
除することで、キャリア３４とリングギヤ３２の連結を
解除する（ステップ１０７）。しかる後に、検出車速Ｖ
に対応する比例ゲインＫ（Ｖ）を求め、その求めた比例
ゲインＫ（Ｖ）と入力シャフト２の検出回転角θｉとか
ら出力シャフト１１の目標回転角θｏ* を演算し、その
目標回転角θｏ* と出力シャフト１１の検出回転角θｉ
との偏差（θｏ* −θｏ）と、伝達関数Ｇとから目標駆
動電流ｉ* を演算し、その目標駆動電流ｉ* に基づきモ
ータ３９を駆動する（ステップ１０８）。これによりリ
ングギヤ３２がモータ３９により駆動される。ステップ
１０３において入力シャフト２の検出回転角θｉと出力
シャフト１１の検出回転角θｏとが一致しなければステ
ップ１０８に至る。次に、制御を終了するか否かを、例
えば車両のイグニッションスイッチがオンか否かにより
判断し（ステップ１０６）、終了しない場合はステップ
１０１に戻る。The control procedure by the control device 40 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the detection value of each sensor is read (step 101), and the input shaft 2
It is determined whether or not the detected rotation angle θi is less than or equal to the set amount θ (step 102). If the detected rotation angle θi of the input shaft 2 is equal to or less than the set amount θ in step 102, it is determined whether the detected rotation angle θi of the input shaft 2 and the detected rotation angle θo of the output shaft 11 match (step 103). ). When the detected rotation angle θi of the input shaft 2 and the detected rotation angle θo of the output shaft 11 match in step 103, the pressing unit 151 is pressed by the drive device 152.
Is pressed against the carrier 34. This allows carrier 3
4 and the ring gear 32 are connected to each other (step 104), and the input shaft 2 and the output shaft 1 are connected.
1 is directly connected. Further, by deenergizing the motor 39, the ring gear 32 is brought into a freely rotatable state without being driven by the motor 39 (step 105). Next, it is judged whether or not the control is ended, for example, by whether or not the ignition switch of the vehicle is turned on (step 106), and if not ended, step 101
Return to. If the detected rotation angle θi of the input shaft 2 exceeds the set amount θ in step 102, the drive device 152 releases the pressing of the pressing member 151 against the carrier 34, thereby disconnecting the carrier 34 and the ring gear 32 (step). 107). After that, the detected vehicle speed V
Is calculated, a target rotation angle θo * of the output shaft 11 is calculated from the calculated proportional gain K (V) and the detected rotation angle θi of the input shaft 2, and the target rotation angle θo is calculated. * And the detected rotation angle θi of the output shaft 11
The target drive current i * is calculated from the deviation (θo * −θo) from the transfer function G, and the motor 39 is driven based on the target drive current i * (step 108). As a result, the ring gear 32 is driven by the motor 39. If the detected rotation angle θi of the input shaft 2 and the detected rotation angle θo of the output shaft 11 do not match in step 103, the process proceeds to step 108. Next, it is judged whether or not the control is ended, for example, by whether or not the ignition switch of the vehicle is turned on (step 106), and if not ended, the process returns to step 101.
【００２７】上記第２実施形態によれば、ステアリング
ホイールＨの中立位置からの検出操作量が設定量以下で
ある時、入力シャフト２と出力シャフト１１とが直結状
態とされる。これにより、ステアリングホイールＨの中
立位置からの操作量が少ない時は、その入力シャフト２
から出力シャフト１１への回転伝達比は１となる。よっ
て、直進状態においては、車輪と路面との間の摩擦に抗
してステアリングホイールＨを操作するには大きな操作
力が必要になることから、車両直進時における走行安定
性を向上できる。この際、遊星ギヤ機構３０におけるリ
ングギヤ３２とキャリア３４を互いに連結するだけでよ
いため、モータ３９の複雑な制御を必要としない。さら
に、ステアリングホイールＨの中立位置からの入力シャ
フト２の検出回転角と、車輪が直進位置に位置する時か
らの出力シャフト１１の検出回転角とが等しい場合に、
そのリングギヤ３２とキャリア３４とが連結状態に移行
されるので、ステアリングホイールＨが中立位置に位置
する時は確実に車輪を直進位置に位置させることができ
る。According to the second embodiment, when the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel H is less than the set amount, the input shaft 2 and the output shaft 11 are directly connected. As a result, when the operation amount from the neutral position of the steering wheel H is small, the input shaft 2
The rotation transmission ratio from the output shaft 11 to the output shaft 11 is 1. Therefore, in the straight traveling state, a large operating force is required to operate the steering wheel H against the friction between the wheels and the road surface, and therefore the traveling stability can be improved when the vehicle is traveling straight. At this time, since the ring gear 32 and the carrier 34 in the planetary gear mechanism 30 only have to be connected to each other, complicated control of the motor 39 is not required. Further, when the detected rotation angle of the input shaft 2 from the neutral position of the steering wheel H and the detected rotation angle of the output shaft 11 from the time when the wheel is in the straight traveling position are equal,
Since the ring gear 32 and the carrier 34 are transferred to the connected state, when the steering wheel H is in the neutral position, the wheels can be reliably positioned in the straight traveling position.
【００２８】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、上記第１実施形態においてリングギヤ３２そのも
のでなく、モータ３９の回転を例えば制御装置４０によ
り制御される電磁ブレーキによりロックすることでリン
グギヤ３２の回転をロック状態にしてもよい。また、上
記第２実施形態においては入力シャフト２と出力シャフ
ト１１とが直結状態になるように、遊星ギヤ機構３０に
おけるリングギヤ３２とキャリア３４とを互いに連結し
たが、サンギヤ３１とキャリア３４とを互いに連結して
もよいし、サンギヤ３１とリングギヤ３２とを互いに連
結してもよいし、また、サンギヤ３１とリングギヤ３２
とリングギヤ３２とキャリア３４とを互いに連結しても
よく、遊星ギヤ機構３０における少なくも二つの構成要
素を互いに連結および連結解除可能であればよい。ま
た、その連結手段も特に限定されず、例えば、遊星ギヤ
機構３０のハウジング１０内に特開平１−１７２４９６
号公報、特開平２−９２２９５号公報等により開示され
る電気粘性流体（ＥＲ流体）を充填してもよい。その電
気粘性流体の粘性を電圧の作用により可逆的に増加させ
ることで、遊星ギヤ機構３０の構成要素を一体化し、サ
ンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを互いに
連結状態にでき、電圧解除によりその連結状態を解除で
きる。また、上記各実施形態において、車両の走行状態
を表す変量としてステアリングホイールＨの操作量を用
い、モータ３９を車速に代えて、あるいは車速と共に、
舵角センサ４２により検出されるステアリングホイール
Ｈの操作量に応じて制御するようにしてもよい。その操
作量が大きい場合は小さい場合よりも入力シャフト２か
ら出力シャフト１１への回転伝達比を大きくすることで
車両の旋回性を向上できる。また、入力シャフト２に遊
星ギヤ機構３０のリングギヤ３２あるいはキャリア３４
を連結し、出力シャフト１１に連結される遊星ギヤ機構
３０の構成要素を入力シャフト２に連結されていないサ
ンギヤ３１あるいはリングギヤ３２とし、モータ３９に
より駆動される遊星ギヤ機構３０の構成要素を入出力シ
ャフト２、１１に連結されていないサンギヤ３１あるい
はキャリア３４としてもよい。すなわち、サンギヤ３
１、リングギヤ３２、キャリア３４の各遊星ギヤ要素の
中の何れかを入力シャフト２に連結し、各遊星ギヤ要素
の中で入力シャフト２に連結されていない何れかを出力
シャフト１１に連結し、各遊星ギヤ要素の中で入出力シ
ャフトに連結されていないものをモータ３９により回転
駆動してもよい。さらに、遊星ギヤ機構３０以外の回転
伝達機構、例えば遊星コーン式回転伝達機構や差動歯車
式回転伝達機構を用いてもよい。また、各実施形態にお
いて電動アクチュエータを車両の走行状態を表す変量に
応じて制御する際に、その変量に応じてステアリングホ
イールの操作量と車輪の転舵量との比を変化させること
ができるならば、制御系の構成は特に限定されない。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the rotation of the ring gear 32 may be locked by locking the rotation of the motor 39 by, for example, an electromagnetic brake controlled by the control device 40 instead of the ring gear 32 itself in the first embodiment. In the second embodiment, the ring gear 32 and the carrier 34 in the planetary gear mechanism 30 are connected to each other so that the input shaft 2 and the output shaft 11 are directly connected to each other, but the sun gear 31 and the carrier 34 are connected to each other. The sun gear 31 and the ring gear 32 may be connected to each other, or the sun gear 31 and the ring gear 32 may be connected to each other.
The ring gear 32 and the carrier 34 may be connected to each other as long as at least two constituent elements of the planetary gear mechanism 30 can be connected to and disconnected from each other. Further, the connecting means is not particularly limited, and for example, it may be installed in the housing 10 of the planetary gear mechanism 30 as disclosed in JP-A-1-172964.
The electro-rheological fluid (ER fluid) disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-92295 and the like may be filled. By reversibly increasing the viscosity of the electrorheological fluid by the action of voltage, the components of the planetary gear mechanism 30 can be integrated, and the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 34 can be connected to each other. The connected state can be released. Further, in each of the above-described embodiments, the operation amount of the steering wheel H is used as a variable representing the traveling state of the vehicle, and the motor 39 is replaced with the vehicle speed or together with the vehicle speed.
The control may be performed according to the operation amount of the steering wheel H detected by the steering angle sensor 42. When the operation amount is large, the turning performance of the vehicle can be improved by increasing the rotation transmission ratio from the input shaft 2 to the output shaft 11 as compared with the case where the operation amount is small. Further, the ring gear 32 of the planetary gear mechanism 30 or the carrier 34 is attached to the input shaft 2.
The sun gear 31 or the ring gear 32 that is not connected to the input shaft 2, and the components of the planetary gear mechanism 30 that are connected to the output shaft 11 are input and output. The sun gear 31 or the carrier 34 that is not connected to the shafts 2 and 11 may be used. That is, the sun gear 3
1, any one of the planetary gear elements of the ring gear 32 and the carrier 34 is connected to the input shaft 2, and any one of the planetary gear elements that is not connected to the input shaft 2 is connected to the output shaft 11. Of the planetary gear elements, those not connected to the input / output shaft may be rotationally driven by the motor 39. Further, a rotation transmission mechanism other than the planetary gear mechanism 30, for example, a planetary cone type rotation transmission mechanism or a differential gear type rotation transmission mechanism may be used. Further, in each of the embodiments, when the electric actuator is controlled according to the variable representing the traveling state of the vehicle, if the ratio between the steering wheel operation amount and the wheel turning amount can be changed according to the variable. Therefore, the configuration of the control system is not particularly limited.
【００２９】[0029]
【発明の効果】本発明によれば、ステアリングホイール
の操作量と車輪の転舵量との比を変更可能な車両におい
て、複雑な制御を要することなく、車両直進時における
走行安定性を向上できる車両の操舵装置を提供できる。According to the present invention, in a vehicle in which the ratio of the steering wheel operation amount to the wheel turning amount can be changed, the traveling stability can be improved when the vehicle goes straight without requiring complicated control. A steering device for a vehicle can be provided.
【図１】本発明の第１実施形態の操舵装置の縦断面図FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a steering device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施形態の操舵装置の制御構成の
説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of a control configuration of the steering system according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１実施形態の操舵装置における制御
系のブロック線図FIG. 3 is a block diagram of a control system in the steering system according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第１実施形態の操舵装置の制御系にお
ける比例ゲインＫ（Ｖ）と車速Ｖとの関係一例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example of a relationship between a proportional gain K (V) and a vehicle speed V in the control system of the steering system according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第１実施形態の操舵装置におけるロッ
ク機構の構成説明図FIG. 5 is a structural explanatory view of a lock mechanism in the steering device according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第１実施形態の操舵装置における制御
手順を示すフローチャートFIG. 6 is a flowchart showing a control procedure in the steering system according to the first embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第２実施形態の操舵装置における連結
機構の構成説明図FIG. 7 is a structural explanatory view of a coupling mechanism in the steering device according to the second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第２実施形態の操舵装置における制御
手順を示すフローチャートFIG. 8 is a flowchart showing a control procedure in the steering system according to the second embodiment of the present invention.
２ 入力シャフト １１ 出力シャフト ３０ 遊星ギヤ機構 ３７ ウォームホイール ３８ ウォーム ３９ モータ ４０ 制御装置 ４１ 車速センサ ４２ 舵角センサ ４３ 回転角センサ ５０ ロック機構 ５１ ロック部材 １５０ 連結機構 １５１ 押し付け部材 Ｈ ステアリングホイール 2 input shaft 11 Output shaft 30 Planetary gear mechanism 37 Worm Wheel 38 Warm 39 motor 40 control device 41 vehicle speed sensor 42 Rudder angle sensor 43 Rotation angle sensor 50 lock mechanism 51 Lock member 150 connection mechanism 151 pressing member H steering wheel
フロントページの続き (72)発明者 西崎 勝利 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 嘉田 友保 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 瀬川 雅也 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3D032 CC01 CC12 DA03 DA04 DA15 DA23 DA91 DB02 DB03 DB05 DC01 DC02 DC33 DC34 DD02 DD06 DD07 DD10 DE09 EB04 EC23 GG01 3D033 CA04 CA13 CA16 CA17 CA18 CA21 Continued front page (72) Inventor Nishizaki Victory 3-5-8 Minamisenba, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Koyo Seiko Co., Ltd. (72) Inventor Tomoho Kada 3-5-8 Minamisenba, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Koyo Seiko Co., Ltd. (72) Inventor Masaya Segawa 3-5-8 Minamisenba, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Koyo Seiko Co., Ltd. F term (reference) 3D032 CC01 CC12 DA03 DA04 DA15 DA23 DA91 DB02 DB03 DB05 DC01 DC02 DC33 DC34 DD02 DD06 DD07 DD10 DE09 EB04 EC23 GG01 3D033 CA04 CA13 CA16 CA17 CA18 CA21
Claims (7)
する入力シャフトと、出力シャフトと、その入力シャフ
トの回転を出力シャフトに回転伝達比を変更可能に伝達
する回転伝達機構と、その回転伝達機構の構成要素の一
つを駆動する電動アクチュエータと、その出力シャフト
の回転を車輪に舵角が変化するように伝達する機構と、
車両の走行状態を表す変量を検出するセンサと、その検
出変量に応じて前記電動アクチュエータを制御する制御
装置とを備え、その電動アクチュエータの制御により前
記入力シャフトから出力シャフトへの回転伝達比が変更
可能とされている車両の操舵装置において、そのステア
リングホイールの中立位置からの操作量を検出する手段
と、そのステアリングホイールの中立位置からの検出操
作量が設定量を超えるか否かを判断する手段と、その電
動アクチュエータにより駆動される回転伝達機構の一つ
の構成要素の回転をロックおよびロック解除可能な手段
とが設けられ、そのステアリングホイールの中立位置か
らの検出操作量が設定量以下である時、その回転伝達機
構の一つの構成要素の回転がロックされることで、その
回転伝達機構による入力シャフトから出力シャフトへの
回転伝達比は構成要素伝達比のみで決まる最小とされ、
そのステアリングホイールの中立位置からの検出操作量
が設定量を超える時、そのロック状態が解除されること
を特徴とする車両の操舵装置。1. An input shaft that rotates according to an operation of a steering wheel, an output shaft, a rotation transmission mechanism that transmits the rotation of the input shaft to an output shaft so that a rotation transmission ratio can be changed, and a rotation transmission mechanism of the rotation transmission mechanism. An electric actuator that drives one of the components, and a mechanism that transmits the rotation of the output shaft to the wheels so that the steering angle changes.
A sensor that detects a variable that represents the running state of the vehicle and a control device that controls the electric actuator according to the detected variable, and the rotation transmission ratio from the input shaft to the output shaft is changed by the control of the electric actuator. Means for detecting an operation amount from the neutral position of the steering wheel, and means for judging whether or not the operation amount detected from the neutral position of the steering wheel exceeds a set amount in a steering device of a vehicle which is enabled And a means capable of locking and unlocking the rotation of one component of the rotation transmission mechanism driven by the electric actuator, when the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel is less than or equal to the set amount. By locking the rotation of one component of the rotation transmission mechanism, Rotation transmission ratio from the input shaft to the output shaft is minimized determined by only the components transmission ratio,
A steering device for a vehicle, wherein the locked state is released when the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel exceeds a set amount.
ャフトの回転角を検出する手段が設けられ、そのステア
リングホイールの中立位置からの検出操作量が設定量以
下である時、そのステアリングホイールの中立位置から
の入力シャフトの検出回転角と、車輪が直進位置に位置
する時からの出力シャフトの検出回転角とが等しい場合
に、その回転伝達機構の一つの構成要素の回転をロック
する状態に移行される請求項１に記載の車両の操舵装
置。2. A means for detecting the rotation angle of the output shaft from the time when the wheel is in the straight traveling position, and the steering wheel when the operation amount detected from the neutral position of the steering wheel is less than a set amount. A state in which the rotation of one component of the rotation transmission mechanism is locked when the detected rotation angle of the input shaft from the neutral position is equal to the detected rotation angle of the output shaft from the time when the wheel is in the straight traveling position. The steering apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein the steering apparatus is shifted to.
する入力シャフトと、出力シャフトと、その入力シャフ
トの回転を出力シャフトに回転伝達比を変更可能に伝達
する回転伝達機構と、その回転伝達機構の構成要素の一
つを駆動する電動アクチュエータと、その出力シャフト
の回転を車輪に舵角が変化するように伝達する機構と、
車両の走行状態を表す変量を検出するセンサと、その検
出変量に応じて前記電動アクチュエータを制御する制御
装置とを備え、その電動アクチュエータの制御により前
記入力シャフトから出力シャフトへの回転伝達比が変更
可能とされている車両の操舵装置において、そのステア
リングホイールの中立位置からの操作量を検出する手段
と、そのステアリングホイールの中立位置からの検出操
作量が設定量を超えるか否かを判断する手段と、その入
力シャフトと出力シャフトとが直結状態になるように前
記回転伝達機構における少なくも二つの構成要素を互い
に連結および連結解除可能な連結機構とが設けられ、そ
のステアリングホイールの中立位置からの検出操作量が
設定量以下である時、前記回転伝達機構における少なく
も二つの構成要素が互いに連結され、そのステアリング
ホイールの中立位置からの検出操作量が設定量を超える
時、その回転伝達機構における少なくも二つの構成要素
相互の連結が解除されることを特徴とする車両の操舵装
置。3. An input shaft that rotates according to the operation of a steering wheel, an output shaft, a rotation transmission mechanism that transmits the rotation of the input shaft to the output shaft so that the rotation transmission ratio can be changed, and a rotation transmission mechanism of the rotation transmission mechanism. An electric actuator that drives one of the components, and a mechanism that transmits the rotation of the output shaft to the wheels so that the steering angle changes.
A sensor that detects a variable that represents the running state of the vehicle and a control device that controls the electric actuator according to the detected variable, and the rotation transmission ratio from the input shaft to the output shaft is changed by the control of the electric actuator. Means for detecting an operation amount from the neutral position of the steering wheel, and means for judging whether or not the operation amount detected from the neutral position of the steering wheel exceeds a set amount in a steering device of a vehicle which is enabled And a coupling mechanism capable of coupling and uncoupling at least two constituent elements of the rotation transmission mechanism so that the input shaft and the output shaft are directly coupled to each other, and the coupling mechanism for coupling and uncoupling the components from the neutral position of the steering wheel is provided. When the detected operation amount is less than or equal to a set amount, at least two components in the rotation transmission mechanism Are coupled to each other, that when the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel exceeds a set amount, the steering apparatus for a vehicle which Sukunakumo characterized in that the connection of the two components each other is released in the rotation transmitting mechanism.
ャフトの回転角を検出する手段が設けられ、そのステア
リングホイールの中立位置からの検出操作量が設定量以
下である時、そのステアリングホイールの中立位置から
の入力シャフトの検出回転角と、車輪が直進位置に位置
する時からの出力シャフトの検出回転角とが等しい場合
に、前記回転伝達機構における少なくも二つの構成要素
を互いに連結する状態に移行される請求項３に記載の車
両の操舵装置。4. A means for detecting the rotation angle of the output shaft from the time when the wheel is in the straight traveling position, and the steering wheel when the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel is less than a set amount. And at least two components of the rotation transmission mechanism are connected to each other when the detected rotation angle of the input shaft from the neutral position and the detected rotation angle of the output shaft from the time when the wheel is in the straight traveling position are equal. The vehicle steering system according to claim 3, wherein the steering system is changed to a state.
構成要素が互いに連結される状態においては、その回転
伝達機構の構成要素の一つは前記電動アクチュエータに
より駆動されることのない自由回転可能な状態とされ、
そのステアリングホイールの中立位置からの検出操作量
が設定量を超える時、その回転伝達機構の構成要素の一
つは前記電動アクチュエータにより駆動される請求項４
に記載の車両の操舵装置。5. One of the components of the rotation transmission mechanism is free to rotate without being driven by the electric actuator in a state where at least two components of the rotation transmission mechanism are connected to each other. Is in a state,
The one of the components of the rotation transmission mechanism is driven by the electric actuator when the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel exceeds a set amount.
The vehicle steering system according to item 1.
ヤとに噛み合う遊星ギヤをキャリアにより保持する遊星
ギヤ機構により構成され、そのサンギヤとリングギヤと
キャリアの中の何れかである第１遊星ギヤ要素が前記入
力シャフトに連結され、そのサンギヤとリングギヤとキ
ャリアの中で入力シャフトに連結されていない何れかで
ある第２遊星ギヤ要素が前記出力シャフトに連結され、
そのサンギヤとリングギヤとキャリアの中で入出力シャ
フトに連結されていない第３遊星ギヤ要素が前記電動ア
クチュエータにより回転駆動される請求項１〜５の中の
何れかに記載の車両の操舵装置。6. The rotation transmission mechanism comprises a planetary gear mechanism that holds a planetary gear that meshes with a sun gear and a ring gear by a carrier, and the first planetary gear element, which is one of the sun gear, the ring gear, and the carrier. A second planetary gear element that is connected to the input shaft and is not connected to the input shaft among the sun gear, the ring gear, and the carrier is connected to the output shaft;
The vehicle steering apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a third planetary gear element that is not connected to the input / output shaft among the sun gear, the ring gear, and the carrier is rotationally driven by the electric actuator.
出操作量の設定量が車両の走行状態を表す変量に応じて
変更可能である請求項１〜６の中の何れかに記載の車両
の操舵装置。7. The vehicle steering system according to claim 1, wherein the set amount of the detected operation amount from the neutral position of the steering wheel can be changed according to a variable representing a running state of the vehicle. .
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|---|---|---|---|
| JP2001306677A JP3969044B2 (en) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | Vehicle steering device |
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|---|---|
| JP2003112643A true JP2003112643A (en) | 2003-04-15 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101546973B1 (en) | 2008-02-04 | 2015-08-24 | 로베르트 보쉬 오토모티브 스티어링 게엠베하 | superimposed steering system |
Citations (6)
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| JPH1120714A (en) * | 1997-06-27 | 1999-01-26 | Aisin Seiki Co Ltd | Electric power steering device |
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-
2001
- 2001-10-02 JP JP2001306677A patent/JP3969044B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP3969044B2 (en) | 2007-08-29 |
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