【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とステアリングギヤボックスとの機械的接続を絶ち、ステアリングホイールの操作により発生する電気信号に基づいてステアリングギヤボックスに設けたステアリングアクチュエータを駆動して車輪を転舵するとともに、ステアリングホイールの操作に応じて操舵反力発生手段を作動させて該ステアリングホイールに操舵反力を付与するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のステア・バイ・ワイヤ式操舵装置は、例えば下記特許文献１により公知である。このステア・バイ・ワイヤ式操舵装置は、ステアリングホイールにより回転するステアリングシャフトで油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプの吐出ポートおよび吸入ポートを接続する閉回路に流量制御弁を配置することで、油圧ポンプに回転負荷を発生させてステアリングホイールに操舵反力を与えるようになっている。
【０００３】
また下記特許文献２に記載されたステア・バイ・ワイヤ式操舵装置は、前後方向および左右方向に揺動可能な運転操作子（ジョイスティック）を備えており、運転操作子の前後方向の操作量に応じてスロットルアクチュエータおよびブレーキアクチュエータを制御し、運転操作子の左右方向の操作量に応じてステアリングチュエータを制御するようになっている。そして運転操作子の操作反力は電気モータよりなる反力モータによって与えられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３５１３７８号公報
【特許文献２】
特開２００２−１６０６６０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記特許文献１および特許文献２に記載されたものは、ステアリングホイールや運転操作子に操舵反力（操作反力）を与えるために油圧ポンプや電気モータを必要とするため、構造の複雑化および部品点数の増加によりコストアップを招く問題がある。また油圧ポンプや電気モータは慣性モーメントが大きいため、ステアリングホイールの操作時に遅れ感が発生して操舵フィーリングが低下する問題がある。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ステア・バイ・ワイヤを採用した車両用操舵装置において、ステアリングホイールに簡単な構造で適切な操舵反力を付与できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ステアリングホイールとステアリングギヤボックスとの機械的接続を絶ち、ステアリングホイールの操作により発生する電気信号に基づいてステアリングギヤボックスに設けたステアリングアクチュエータを駆動して車輪を転舵するとともに、ステアリングホイールの操作に応じて操舵反力発生手段を作動させて該ステアリングホイールに操舵反力を付与するステア・バイ・ワイヤ式操舵装置において、前記操舵反力発生手段は液圧ダンパにより操舵反力を発生することを特徴とするステア・バイ・ワイヤ式操舵装置が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置のステアリングホイールに操舵反力を付与する操舵反力発生手段を液圧ダンパで構成したので、構造が複雑で部品点数が多い油圧ポンプや電気モータで操舵反力を付与する場合に比べてコストダウンが可能である。しかも慣性モーメントが大きい油圧ポンプや電気モータを使用しないので、操舵時に遅れ感が発生するのを防止して操舵フィーリングを高めることができる。
【０００９】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記液圧ダンパは、ステアリングホイールの回転に応じて往復動するピストンと、ピストンを摺動自在に収納するシリンダと、シリンダの両端にピストンを挟むように形成された二つの液室と、二つの液室を接続する連通路に設けられた絞りとを含むことを特徴とするステア・バイ・ワイヤ式操舵装置が提案される。
【００１０】
上記構成によれば、ステアリングホイールを操作するとピストンがシリンダ内で往復動し、ピストンを挟むようにシリンダの両端に形成した二つの液室を接続する連通路に設けた絞りを液体が通過することで減衰力を発生するので、簡単な構造でステアリングホイールに操舵反力を付与することができる。
【００１１】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記絞りは可変開度であることを特徴とするステア・バイ・ワイヤ式操舵装置。
【００１２】
上記構成によれば、液圧ダンパの絞りの開度を変化させることで、液圧ダンパが発生する減衰力を変化させてステアリングホイールの操舵反力を任意に制御することができる。
【００１３】
尚、実施例の第１、第２ステアリングアクチュエータ１４，１７は本発明のステアリングアクチュエータに対応し、実施例の上部液室４０および下部液室４１は本発明の液室に対応し、実施例の可変絞り弁４３は本発明の絞りに対応し、実施例の前輪Ｗは本発明の車輪に対応する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１５】
図１〜図３は本発明の一実施例を示すもので、図１は車両用操舵装置の全体図、図２は図１の２部拡大断面図、図３は図２に対応する作用説明図である。
【００１６】
図１に示すように、自動車の前輪Ｗ，Ｗを転舵するステアリングギヤボックス１１は車体左右方向に摺動自在なラックバー１２を備えており、ラックバー１２の両端が左右のタイロッド１３，１３を介して左右の前輪Ｗ，Ｗに接続される。電気モータよりなる第１ステアリングアクチュエータ１４により回転するピニオン１５がラックバー１２に形成したラック１６に噛み合っており、第１ステアリングアクチュエータ１４を駆動するとピニオン１５およびラック１６を介してラックバー１２が車体左右方向に摺動し、タイロッド１３，１３を介して左右の前輪Ｗ，Ｗが転舵される。
【００１７】
電気モータよりなる第２ステアリングアクチュエータ１７と、それにより回転する環状のドライブギヤ１８とがラックバー１２の外周を囲むように配置される。ラックバー１２に固定したブラケット１９に支持した雌ねじ部材２０に雄ねじ部材２１が噛み合っており、この雄ねじ部材２１の一端に設けたドリブンギヤ２２が前記ドライブギヤ１８に噛み合っている。従って、第２ステアリングアクチュエータ１７を駆動すると、ドライブギヤ１８の回転がドリブンギヤ２２を介して雄ねじ部材２１に伝達され、回転する雄ねじ部材２１に噛み合う雌ねじ部材２０が車体左右方向に移動することで、ラックバー１２が車体左右方向に摺動して左右の前輪Ｗ，Ｗが転舵される。
【００１８】
図２を併せて参照すると明らかなように、ステアリングホイール２３と一体のステアリングシャフト２４の下端に操舵反力発生手段２５が設けられる。操舵反力発生手段２５は概略円筒状のケーシング２６を備えており、その上端の開口部を閉塞するカバー２７がボルト２８…で固定される。カバー２７にはステアリングシャフト２４がボールベアリング２９で回転自在に支持されており、ケーシング２６の内部に延びるステアリングシャフト２４の下端に円筒状の雌ねじ部材３０が一体に設けられる。
【００１９】
ケーシング２６の内部においてステアリングシャフト２４と同軸上に雄ねじ部材３１が配置されており、雄ねじ部材３１の上端が前記雌ねじ部材３０にボールねじ機構３２を介して噛み合うとともに、雄ねじ部材３１の下端に一体に設けた連結部材３３の両端が、ケーシング２６の内面に設けた一対のガイド部材３４，３４に摺動自在に係合する。従って、連結部材３３および雄ねじ部材３１は、ケーシング２６に対する相対回転を規制された状態で上下方向に移動することができる。
【００２０】
ケーシング２６の底壁と連結部材３３とがコイルスプリングよりなるニュートラル保持スプリング３６で接続される。またケーシング２６の底壁にシリンダ３７の下端が固定されており、このシリンダ３７に摺動自在に嵌合するピストン３８から上方に延びるロッド３９が、シリンダ３７の上壁を液密に貫通して連結部材３３に接続される。シリンダ３７の内部にはピストン３８を挟んで上部液室４０および下部液室４１が区画されており、両液室４０，４１を結ぶ連通路４２にソレノイド弁よりなる可変絞り弁４３が配置される。
【００２１】
シリンダ３７、ピストン３８、連通路４２および可変絞り弁４３は本発明の液圧ダンパ４４を構成する。
【００２２】
ボールねじ機構３２は可逆性のもので、雌ねじ部材３０の回転を雄ねじ部材３１の上下動に変換するとともに、雄ねじ部材３１の上下動を雌ねじ部材３０の回転に変換することができる。従って、ステアリングホイール２３に操舵トルクが加わっていないとき、ニュートラル保持スプリング３６の長さは自由長であり、かつステアリングホイール２３はニュートラル位置にある。
【００２３】
第１ステアリングアクチュエータ１４の作動は第１ステアリングアクチュエータ用電子制御ユニットＵａにより制御され、第２ステアリングアクチュエータ１７の作動は第２ステアリングアクチュエータ用電子制御ユニットＵｂにより制御され、操舵反力発生手段２５の可変絞り弁４３の開度は操舵反力発生手段用電子制御ユニットＵｃにより制御される。
【００２４】
第１、第２ステアリングアクチュエータ１４，１７には操舵角センサＳａで検出した操舵角δと、車速センサＳｃで検出した車速Ｖと、ラック位置センサＳｄで検出したラック位置Ｐとが入力され、操舵反力発生手段用電子制御ユニットＵｃには、操舵トルクセンサＳｂで検出した操舵トルクＴと、車速センサＳｃで検出した車速Ｖとが入力される。
【００２５】
次に、上記構成を備えた実施例の作用を説明する。
【００２６】
第１ステアリングアクチュエータ１４は通常時に使用され、第２ステアリングアクチュエータ１７は、第１ステアリングアクチュエータ１４の故障時のバックアップに使用される。第１ステアリングアクチュエータ１４が正常に機能する通常時に、ドライバーがステアリングホイール２３を操作すると、操舵角センサＳａで検出した操舵角δと、車速センサＳｃで検出した車速Ｖと、ラック位置センサＳｄで検出したラック位置Ｐとが第１ステアリングアクチュエータ用電子制御ユニットＵａに入力される。第１ステアリングアクチュエータ用電子制御ユニットＵａは、例えば、ステアリングホイール２３の操舵角δに比例した前輪Ｗ，Ｗの目標転舵角が得られるように第１ステアリングアクチュエータ１４を駆動し、ステアリングギヤボックス１１を介して前輪Ｗ，Ｗを転舵する。
【００２７】
このとき、ラック位置センサＳｄで検出したラック位置Ｐ（つまり、前輪Ｗ，Ｗの転舵角）が前記目標転舵角に一致するようにフィードバック制御が行われる。また、例えば、車速センサＳｃで検出した車速Ｖが大きいときには前輪Ｗ，Ｗの目標転舵角を減少させ、前記車速Ｖが小さいときには前輪Ｗ，Ｗの目標転舵角を増加させることで、高速時に車両の直進安定性を高めるとともに、低速時に車両の取り回しを容易にすることができる。
【００２８】
ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置ではステアリングホイール２３に前輪Ｗ，Ｗからの操舵反力が作用しないため、操舵反力発生手段用電子制御ユニットＵｃからの指令で操舵反力発生手段２５を駆動し、ステアリングホイール２３に操舵反力を付与する必要がある。その際の目標操舵トルクは、例えば、操舵角δが大きくなるほど小さくなるように設定される。そして操舵トルクセンサＳｂで検出した操舵トルクＴが前記目標操舵トルクに一致するように、操舵反力発生手段２５の駆動がフィードバック制御される。このように、操舵反力発生手段２５でステアリングホイール２３に擬似的な操舵反力を付与することで、ドライバーの違和感を解消することができる。
【００２９】
尚、車速センサＳｃで検出した車速Ｖが小さいときに操舵反力発生手段２５に小さな操舵反力を発生させ、車速センサＳｃで検出した車速Ｖが大きいときに操舵反力発生手段２５に大きな操舵反力を発生させることで、高速走行時の車両挙動を安定させるとともに、車庫入れ時等のドライバーの操舵を容易にすることができる。
【００３０】
次に、操舵反力発生手段２５の具体的な作用を説明する。ステアリングホイール２３を一方向に回転させると、ステアリングシャフト２４の回転がボールねじ機構３２によって連結部材３３に伝達され、連結部材３３はニュートラル保持スプリング３６を伸長させながら上方に移動する。その結果、図３に示すように、連結部材３３に連結されたピストン３８がシリンダ３７の内部を上方に移動し、上部液室４０の液体がピストン３８に押されて連通路４２を経て下部液室４１に流入する。このとき、連通路４２に配置した可変絞り弁４３を流体が通過する際の粘性抵抗によってステアリングホイール２３に操舵反力が付与され、かつ操舵反力発生手段用電子制御ユニットＵｃからの指令で可変絞り弁４３の開度を変化させることで操舵反力の大きさ、つまり操舵トルクセンサＳｂで検出される操舵トルクＴの大きさを目標操舵トルクに制御することができる。
【００３１】
またステアリングホイール２３を他方向に回転させると、連結部材３３はニュートラル保持スプリング３６を圧縮しながら下方に移動するため、下部液室４１の液体がピストン３８に押されて連通路４２を経て上部液室４０に流入し、その際に連通路４２に配置した可変絞り弁４３を流体が通過することでステアリングホイール２３に操舵反力が付与される。この場合も、操舵反力発生手段用電子制御ユニットＵｃからの指令で可変絞り弁４３の開度を変化させることで操舵反力の大きさ、つまり操舵トルクセンサＳｂで検出される操舵トルクＴの大きさを目標操舵トルクに制御することができる。
【００３２】
また操舵角センサＳａがステアリングホイール２３の限界回転角を検知すると、操舵反力発生手段用電子制御ユニットＵｃからの指令で可変絞り弁４３を全閉にすることでピストン３８を移動不能にロックし、ステアリングホイール２３のそれ以上の回転を規制することができる。
【００３３】
更に、ステアリングホイール２３に加える操舵トルクを解除すると、ニュートラル保持スプリング３６が元の長さに復帰しようとする弾発力で連結部材３３が上下動し、その動きがボールねじ機構３２を介してステアリングシャフト２４に伝達されることで、ステアリングホイール２３がニュートラル位置に自動的に復帰する。
【００３４】
第１ステアリングアクチュエータ１４が故障した場合には、第２ステアリングアクチュエータ用電子制御ユニットＵｂによって第２ステアリングアクチュエータ１７を駆動することで、前輪Ｗ，Ｗを支障なく転舵することができる。その際の第２ステアリングアクチュエータ１７の制御は、上述した第１ステアリングアクチュエータ１４の制御と同じであり、操舵反力発生手段２５の制御も正常時の制御と同じである。
【００３５】
以上のように、操舵反力発生手段２５が液圧ダンパ４４によって操舵反力を発生するので、従来の油圧ポンプや電気モータで操舵反力を発生するものに比べて構造が簡素化されて部品点数が減少し、コストダウンを可能にすることができる。また慣性モーメントが大きい油圧ポンプや電気モータを使用しないので、操舵時に遅れ感が発生するのを防止して操舵フィーリングを高めることができる。
【００３６】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３７】
例えば、実施例では第１ステアリングアクチュエータ１４のバックアップ用として第２ステアリングアクチュエータ１７を設けているが、他のバックアップ手段を設ければ第２ステアリングアクチュエータ１７は省略することができる。
【００３８】
また操舵反力発生手段２５が発生する操舵反力を操舵角δの関数として変化させる以外に、操舵角速度ｄδ／ｄｔの関数として変化させることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、ステア・バイ・ワイヤ式操舵装置のステアリングホイールに操舵反力を付与する操舵反力発生手段を液圧ダンパで構成したので、構造が複雑で部品点数が多い油圧ポンプや電気モータで操舵反力を付与する場合に比べてコストダウンが可能である。しかも慣性モーメントが大きい油圧ポンプや電気モータを使用しないので、操舵時に遅れ感が発生するのを防止して操舵フィーリングを高めることができる。
【００４０】
また請求項２に記載された発明によれば、ステアリングホイールを操作するとピストンがシリンダ内で往復動し、ピストンを挟むようにシリンダの両端に形成した二つの液室を接続する連通路に設けた絞りを液体が通過することで減衰力を発生するので、簡単な構造でステアリングホイールに操舵反力を付与することができる。
【００４１】
また請求項３に記載された発明によれば、液圧ダンパの絞りの開度を変化させることで、液圧ダンパが発生する減衰力を変化させてステアリングホイールの操舵反力を任意に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用操舵装置の全体図
【図２】図１の２部拡大断面図
【図３】図２に対応する作用説明図
【符号の説明】
１１ ステアリングギヤボックス
１４ 第１ステアリングアクチュエータ（ステアリングアクチュエータ）
１７ 第２ステアリングアクチュエータ（ステアリングアクチュエータ）
２３ ステアリングホイール
２５ 操舵反力発生手段
３７ シリンダ
３８ ピストン
４０ 上部液室（液室）
４１ 下部液室（液室）
４２ 連通路
４３ 可変絞り弁（絞り）
４４ 液圧ダンパ
Ｗ 前輪（車輪）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention disconnects a mechanical connection between a steering wheel and a steering gear box, drives a steering actuator provided in the steering gear box based on an electric signal generated by operating the steering wheel, turns the wheels, and performs steering. The present invention relates to a steer-by-wire type steering device that applies a steering reaction force to a steering wheel by operating a steering reaction force generation unit in response to an operation of a wheel.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A steer-by-wire steering apparatus of this type is known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-163,837. The steer-by-wire steering system drives a hydraulic pump with a steering shaft that is rotated by a steering wheel, and arranges a flow control valve in a closed circuit that connects a discharge port and a suction port of the hydraulic pump. A steering load is applied to the steering wheel to generate a steering load.
[0003]
Further, a steer-by-wire steering device described in Patent Document 2 below includes a driving operator (joystick) that can swing in the front-rear direction and the left-right direction, and the amount of operation of the driving operator in the front-rear direction is reduced. The throttle actuator and the brake actuator are controlled accordingly, and the steering tutor is controlled according to the operation amount of the driving operator in the left-right direction. The operation reaction force of the driving operator is given by a reaction force motor composed of an electric motor.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-351378 A [Patent Document 2]
JP-A-2002-160660 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the structures described in Patent Documents 1 and 2 require a hydraulic pump or an electric motor to apply a steering reaction force (operation reaction force) to a steering wheel or a driving operator. Further, there is a problem that the cost is increased due to an increase in the number of parts. Further, since the hydraulic pump and the electric motor have a large moment of inertia, there is a problem that a feeling of delay occurs when operating the steering wheel, and the steering feeling is deteriorated.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a steering device for a vehicle that employs steer-by-wire so that an appropriate steering reaction force can be applied to a steering wheel with a simple structure. I do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the invention, the mechanical connection between the steering wheel and the steering gear box is cut off, and the steering gear box is connected to the steering gear box based on an electric signal generated by operating the steering wheel. In a steer-by-wire steering system, a steering actuator provided is driven to steer wheels, and a steering reaction force generating means is operated in accordance with operation of the steering wheel to apply a steering reaction force to the steering wheel. A steering-by-wire steering system is proposed, wherein the steering reaction force generating means generates a steering reaction force by a hydraulic damper.
[0008]
According to the above configuration, since the steering reaction force generating means for applying the steering reaction force to the steering wheel of the steer-by-wire steering device is constituted by the hydraulic damper, the structure is complicated and the hydraulic pump or the electric motor having a large number of parts is required. The cost can be reduced as compared with a case where a steering reaction force is applied by a motor. In addition, since a hydraulic pump or an electric motor having a large moment of inertia is not used, it is possible to prevent a feeling of delay at the time of steering and to enhance a steering feeling.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the hydraulic damper includes a piston that reciprocates according to rotation of a steering wheel, and a cylinder that slidably houses the piston. A steer-by-wire steering device comprising: two liquid chambers formed at both ends of a cylinder so as to sandwich a piston; and a throttle provided in a communication path connecting the two liquid chambers. Is proposed.
[0010]
According to the above configuration, when the steering wheel is operated, the piston reciprocates in the cylinder, and the liquid passes through the throttle provided in the communication path connecting the two liquid chambers formed at both ends of the cylinder so as to sandwich the piston. Thus, a steering reaction force can be applied to the steering wheel with a simple structure.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect, the steer-by-wire steering device is characterized in that the throttle has a variable opening.
[0012]
According to the above configuration, by changing the opening degree of the throttle of the hydraulic damper, the damping force generated by the hydraulic damper can be changed, and the steering reaction force of the steering wheel can be arbitrarily controlled.
[0013]
The first and second steering actuators 14 and 17 of the embodiment correspond to the steering actuator of the present invention, and the upper liquid chamber 40 and the lower liquid chamber 41 of the embodiment correspond to the liquid chamber of the present invention. The variable throttle valve 43 corresponds to the throttle of the present invention, and the front wheel W of the embodiment corresponds to the wheel of the present invention.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
[0015]
1 to 3 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall view of a vehicle steering system, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a part of FIG. 1, and FIG. FIG.
[0016]
As shown in FIG. 1, a steering gear box 11 for steering front wheels W, W of an automobile is provided with a rack bar 12 slidable in the left-right direction of the vehicle body, and both ends of the rack bar 12 have left and right tie rods 13, 13. Are connected to the left and right front wheels W, W. A pinion 15 rotated by a first steering actuator 14 composed of an electric motor meshes with a rack 16 formed on the rack bar 12. When the first steering actuator 14 is driven, the rack bar 12 is moved right and left through the pinion 15 and the rack 16. The left and right front wheels W, W are steered via the tie rods 13, 13.
[0017]
A second steering actuator 17 composed of an electric motor and an annular drive gear 18 rotated by the second steering actuator 17 are arranged so as to surround the outer periphery of the rack bar 12. A male screw member 21 meshes with a female screw member 20 supported by a bracket 19 fixed to the rack bar 12, and a driven gear 22 provided at one end of the male screw member 21 meshes with the drive gear 18. Accordingly, when the second steering actuator 17 is driven, the rotation of the drive gear 18 is transmitted to the male screw member 21 via the driven gear 22, and the female screw member 20 meshing with the rotating male screw member 21 moves in the left-right direction of the vehicle body. The bar 12 slides in the left-right direction of the vehicle body, and the left and right front wheels W, W are steered.
[0018]
2, a steering reaction force generating means 25 is provided at a lower end of a steering shaft 24 integrated with the steering wheel 23. The steering reaction force generating means 25 includes a substantially cylindrical casing 26, and a cover 27 for closing an opening at an upper end thereof is fixed with bolts 28. A steering shaft 24 is rotatably supported on the cover 27 by a ball bearing 29, and a cylindrical female screw member 30 is integrally provided at a lower end of the steering shaft 24 extending inside the casing 26.
[0019]
A male screw member 31 is disposed coaxially with the steering shaft 24 inside the casing 26, and the upper end of the male screw member 31 meshes with the female screw member 30 via the ball screw mechanism 32, and is integrally formed with the lower end of the male screw member 31. Both ends of the provided connecting member 33 are slidably engaged with a pair of guide members 34 provided on the inner surface of the casing 26. Therefore, the connecting member 33 and the male screw member 31 can move up and down while the relative rotation with respect to the casing 26 is restricted.
[0020]
The bottom wall of the casing 26 and the connecting member 33 are connected by a neutral holding spring 36 formed of a coil spring. A lower end of a cylinder 37 is fixed to the bottom wall of the casing 26, and a rod 39 extending upward from a piston 38 slidably fitted to the cylinder 37 penetrates an upper wall of the cylinder 37 in a liquid-tight manner. It is connected to the connecting member 33. An upper liquid chamber 40 and a lower liquid chamber 41 are defined inside the cylinder 37 with a piston 38 interposed therebetween, and a variable throttle valve 43 composed of a solenoid valve is disposed in a communication passage 42 connecting the two liquid chambers 40 and 41. .
[0021]
The cylinder 37, the piston 38, the communication passage 42, and the variable throttle valve 43 constitute a hydraulic damper 44 of the present invention.
[0022]
The ball screw mechanism 32 is reversible, and can convert rotation of the female screw member 30 into vertical movement of the male screw member 31 and convert vertical movement of the male screw member 31 into rotation of the female screw member 30. Therefore, when the steering torque is not applied to the steering wheel 23, the length of the neutral holding spring 36 is free, and the steering wheel 23 is in the neutral position.
[0023]
The operation of the first steering actuator 14 is controlled by the first steering actuator electronic control unit Ua, and the operation of the second steering actuator 17 is controlled by the second steering actuator electronic control unit Ub. The opening of the throttle valve 43 is controlled by an electronic control unit Uc for steering reaction force generating means.
[0024]
The steering angle δ detected by the steering angle sensor Sa, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor Sc, and the rack position P detected by the rack position sensor Sd are input to the first and second steering actuators 14 and 17, and steering is performed. The steering torque T detected by the steering torque sensor Sb and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor Sc are input to the reaction control unit electronic control unit Uc.
[0025]
Next, the operation of the embodiment having the above configuration will be described.
[0026]
The first steering actuator 14 is used during normal times, and the second steering actuator 17 is used as a backup when the first steering actuator 14 fails. When the driver operates the steering wheel 23 during the normal operation of the first steering actuator 14 normally, the steering angle δ detected by the steering angle sensor Sa, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor Sc, and the detection by the rack position sensor Sd. The rack position P is input to the first steering actuator electronic control unit Ua. The first steering actuator electronic control unit Ua drives the first steering actuator 14 so as to obtain, for example, a target turning angle of the front wheels W, W proportional to the steering angle δ of the steering wheel 23, and the steering gear box 11 , The front wheels W, W are steered.
[0027]
At this time, feedback control is performed so that the rack position P detected by the rack position sensor Sd (that is, the turning angle of the front wheels W, W) matches the target turning angle. Further, for example, when the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor Sc is high, the target steering angle of the front wheels W, W is decreased, and when the vehicle speed V is low, the target steering angle of the front wheels W, W is increased. Sometimes, the straight running stability of the vehicle can be improved, and the handling of the vehicle at low speed can be facilitated.
[0028]
In the steer-by-wire type steering device, since the steering reaction force from the front wheels W, W does not act on the steering wheel 23, the steering reaction force generation means 25 is driven by a command from the electronic control unit Uc for the steering reaction force generation means. Therefore, it is necessary to apply a steering reaction force to the steering wheel 23. The target steering torque at that time is set, for example, so as to decrease as the steering angle δ increases. Then, the driving of the steering reaction force generating means 25 is feedback-controlled so that the steering torque T detected by the steering torque sensor Sb matches the target steering torque. In this way, by giving a pseudo steering reaction force to the steering wheel 23 by the steering reaction force generation means 25, it is possible to eliminate the driver's discomfort.
[0029]
When the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor Sc is low, a small steering reaction force is generated in the steering reaction force generation means 25, and when the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor Sc is high, the steering reaction force generation means 25 performs large steering. By generating the reaction force, the behavior of the vehicle at the time of high-speed running can be stabilized, and the steering of the driver when entering the garage or the like can be facilitated.
[0030]
Next, a specific operation of the steering reaction force generating means 25 will be described. When the steering wheel 23 is rotated in one direction, the rotation of the steering shaft 24 is transmitted to the connecting member 33 by the ball screw mechanism 32, and the connecting member 33 moves upward while extending the neutral holding spring 36. As a result, as shown in FIG. 3, the piston 38 connected to the connecting member 33 moves upward inside the cylinder 37, and the liquid in the upper liquid chamber 40 is pushed by the piston 38 and passes through the communication passage 42 to the lower liquid. It flows into the chamber 41. At this time, a steering reaction force is applied to the steering wheel 23 by viscous resistance when the fluid passes through the variable throttle valve 43 disposed in the communication passage 42, and the steering reaction force is variable by a command from the electronic control unit Uc for the steering reaction force generating means. By changing the opening degree of the throttle valve 43, the magnitude of the steering reaction force, that is, the magnitude of the steering torque T detected by the steering torque sensor Sb can be controlled to the target steering torque.
[0031]
When the steering wheel 23 is rotated in the other direction, the connecting member 33 moves downward while compressing the neutral holding spring 36, so that the liquid in the lower liquid chamber 41 is pushed by the piston 38 and passes through the communication passage 42 to the upper liquid. When the fluid flows into the chamber 40 and the fluid passes through the variable throttle valve 43 disposed in the communication passage 42 at this time, a steering reaction force is applied to the steering wheel 23. Also in this case, the magnitude of the steering reaction force, that is, the steering torque T detected by the steering torque sensor Sb is changed by changing the opening of the variable throttle valve 43 in accordance with a command from the electronic control unit Uc for the steering reaction force generating means. The magnitude can be controlled to the target steering torque.
[0032]
When the steering angle sensor Sa detects the limit rotation angle of the steering wheel 23, the variable throttle valve 43 is fully closed by a command from the electronic control unit Uc for the steering reaction force generating means to lock the piston 38 immovably. Further, further rotation of the steering wheel 23 can be restricted.
[0033]
Further, when the steering torque applied to the steering wheel 23 is released, the connecting member 33 moves up and down by the resilient force of the neutral holding spring 36 to return to the original length. The transmission to the shaft 24 automatically returns the steering wheel 23 to the neutral position.
[0034]
When the first steering actuator 14 fails, the second steering actuator 17 is driven by the second steering actuator electronic control unit Ub, so that the front wheels W, W can be steered without any trouble. At this time, the control of the second steering actuator 17 is the same as the control of the first steering actuator 14 described above, and the control of the steering reaction force generating means 25 is the same as the control in the normal state.
[0035]
As described above, since the steering reaction force generating means 25 generates the steering reaction force by the hydraulic damper 44, the structure is simplified and the parts are simplified as compared with a conventional hydraulic pump or an electric motor that generates the steering reaction force. Points can be reduced, and costs can be reduced. Further, since a hydraulic pump or an electric motor having a large moment of inertia is not used, it is possible to prevent a feeling of delay at the time of steering and to enhance steering feeling.
[0036]
The embodiments of the present invention have been described above. However, various design changes can be made in the present invention without departing from the gist thereof.
[0037]
For example, in the embodiment, the second steering actuator 17 is provided as a backup for the first steering actuator 14, but if another backup means is provided, the second steering actuator 17 can be omitted.
[0038]
In addition to changing the steering reaction force generated by the steering reaction force generation means 25 as a function of the steering angle δ, the steering reaction force can be changed as a function of the steering angular velocity dδ / dt.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, the steering reaction force generating means for applying the steering reaction force to the steering wheel of the steer-by-wire steering device is constituted by the hydraulic damper. The cost can be reduced as compared with a case where a steering reaction force is applied by a hydraulic pump or an electric motor having a complicated and large number of parts. In addition, since a hydraulic pump or an electric motor having a large moment of inertia is not used, it is possible to prevent a feeling of delay at the time of steering and to enhance a steering feeling.
[0040]
According to the invention described in claim 2, when the steering wheel is operated, the piston reciprocates in the cylinder, and is provided in the communication passage connecting the two liquid chambers formed at both ends of the cylinder so as to sandwich the piston. Since a damping force is generated when the liquid passes through the throttle, a steering reaction force can be applied to the steering wheel with a simple structure.
[0041]
According to the third aspect of the present invention, the steering reaction force of the steering wheel is arbitrarily controlled by changing the opening degree of the throttle of the hydraulic damper to change the damping force generated by the hydraulic damper. be able to.
[Brief description of the drawings]
1 is an overall view of a vehicle steering system; FIG. 2 is an enlarged sectional view of a part of FIG. 1; FIG. 3 is an operation explanatory view corresponding to FIG. 2;
11 Steering gear box 14 First steering actuator (steering actuator)
17 2nd steering actuator (steering actuator)
23 Steering wheel 25 Steering reaction force generating means 37 Cylinder 38 Piston 40 Upper liquid chamber (liquid chamber)
41 Lower liquid chamber (liquid chamber)
42 communication passage 43 variable throttle valve (throttle)
44 Hydraulic damper W Front wheel (wheel)
