JP2004243896A - Variable steering angle device for vehicle - Google Patents
Variable steering angle device for vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004243896A JP2004243896A JP2003035870A JP2003035870A JP2004243896A JP 2004243896 A JP2004243896 A JP 2004243896A JP 2003035870 A JP2003035870 A JP 2003035870A JP 2003035870 A JP2003035870 A JP 2003035870A JP 2004243896 A JP2004243896 A JP 2004243896A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering angle
- ball screw
- screw nut
- vehicle
- stopper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Steering Controls (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コラムアッパーとコラムロアとの間に舵角位相差吸収機構を有する車両用可変舵角装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ステアリングハンドル操舵角の転舵輪に対する伝達比を可変にする車両用可変舵角装置は、ステアリングハンドルと転舵輪とを連結する操舵伝達系の途中に電動機により伝達比を可変する伝達比可変手段と、該伝達比可変手段の作動を制限して前記ステアリングハンドルと前記転舵輪とを直結状態にする直結手段と、該直結手段の作動を制御する作動制御手段と、を備えている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−1176号公報(図1及び図2)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両用可変舵角装置にあっては、作動制御手段が電動機を作動させる制御信号の供給時、すなわち、モータ作動時に直結手段の直結状態を解除し、それ以外のモータ非作動時には直結手段を直結状態とするという構成になっていたため、伝達比を車両状態に応じて制御する場合は、スアリングハンドルと転舵輪は、機械的に直結伝達は無く、前記電動機の異常時に、直結状態に戻すにはロック用のスライドピンの作動を待つ必要があった。又、スライドピン作動機構に異常があると直結状態に戻せないという問題があった。
【0005】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、モータによる舵角制御にかかわらず常時手動操舵を確保できると共に、舵角制御系の異常時にステアリングハンドルによる手動操舵に応じて転舵することができる車両用可変舵角装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、
ステアリングハンドルに連結したコラムアッパーと、変速機付きモータもしくはモータからの回転伝達手段を有するコラムロアと、の間に操舵角とコラム転舵角との位相差を吸収する舵角位相差吸収機構を有する車両用可変舵角装置において、
前記舵角位相差吸収機構を、コラムアッパーにスプライン結合したボールねじナットと、コラムロアに設けられたボールねじと、によるボールねじ嵌合機構により構成し、
かつ、前記ボールねじに、ボールねじナットの移動量が所定量になると接触によりボールねじナットの移動を停止すると共に舵角位相差吸収機能を停止するストッパーを設けた。
【0007】
【発明の効果】
よって、本発明の車両用可変舵角装置にあっては、ステアリングハンドルと転舵輪は、ボールねじ嵌合機構による舵角位相差吸収機構を介し、常時機械的に結合されているので、モータによる舵角制御にかかわらず常時手動操舵を確保することができる。又、モータ等の故障による舵角制御系の異常時には、ボールねじナットの移動量がストッパーにより規制されると共に、このストッパーはボールねじナットを停止させることにより舵角位相差吸収機構を停止する制動機構としても機能するので、ステアリングハンドルによる手動操舵に応じて転舵することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用可変舵角装置を実現する実施の形態を、図面に示す第1実施例及び第2実施例に基づいて説明する。
【0009】
(第1実施例)
まず、構成を説明する。
図1は第1実施例の車両用可変舵角装置が適用された車両用操舵システム図である。図1において、1はステアリングハンドル、2はコラムアッパー、3は操舵角センサ、4は舵角可変機構、5は転舵角センサ、6はコラムロア、7は転舵装置、8は転舵輪、9は電子制御装置、10は車速センサ(車速検出手段)である。
【0010】
前記ステアリングハンドル1に連結したコラムアッパー2と、転舵輪8に連結した転舵装置7を駆動するコラムロア6と、の経路の途中に伝達比を可変にする舵角可変機構4を有する。
【0011】
前記電子制御装置9は、ステアリングハンドル1の操舵角を測定する舵角センサ2と、車速を測定する車速センサ10と、からセンサ信号入力し、操舵角情報と車速情報に基づいて目標転舵角を演算する。
【0012】
前記舵角可変機構4は、電子制御装置9からの指令値によって転舵輪8,8を目標転舵角に転舵し、転舵角センサ5による実転舵角が目標転舵角に一致するようにフィードバック制御されている。
【0013】
図2は、第1実施例の車両用可変舵角装置を示す全体断面図である。図2において、1はステアリングハンドル、2aは第1コラムアッパー、2bは第2コラムアッパー、3は操舵角センサ、4は舵角可変機構、5は転舵角センサ、9は電子制御装置、11はボルト、12はケース、13はスプライン、14はベアリング、15はボールねじナット、16はボールねじ、17はボルト、18はボールねじナット、19はモータ、20は減速機、21はベアリング、22はストッパー、23はストッパー、24は直動ソレノイド(ストッパー間隔調整機構)、25はばね、26はスリップリング、27は信号線である。
【0014】
前記ステアリングハンドル1は、第1コラムアッパー2aに剛に結合され、その操舵角度を計測する操舵角センサ3を有する。
【0015】
前記舵角可変機構4は、次の様な構成になっている。第1コラムアッパー2aの端部は、ケース12にボルト11で締結されている。該ケース12は、ボールねじ16をベアリング14で支持し、ボールねじナット15とスプライン13で嵌合している。
【0016】
前記舵角制御用モータ19は、減速機20を介してボールねじ16を備える第2コラムアッパー2bを駆動する。つまり、減速機20の出力軸に設けたスプライン17と第2コラムアッパー2bのスプライン18を介して出力が伝動される機構である。舵角制御用モータ19は、第2コラムアッパー2bにベアリング21で支持されている。該第2コラムアッパー2bには、転舵角センサ5が結合している。
【0017】
ここで、前記ボールねじ16には、直動ソレノイド24とバネ25で可動なストッパー22,23が左右一対備えられている。該ソレノイド24は、スリップリング26を介して、前記電子制御装置9と電気的に接続している。
【0018】
図3は、前記スットパー22,23とボールねじナット15及びボールねじ16の拡大図である。スットパー22,23の側面には、接触時にトルク伝達を可能にする凹凸部22a,23aが設けられ、ボールねじナット15の両側面には、凹凸部22a,23aとの嵌合接触によりトルク伝達を可能にする凹凸部15a,15aが設けられている。
【0019】
次に、作用を説明する。
以下の説明において、ステアリングハンドル1の回転角(=操舵角)をθS、ケース12の回転角をθf、該ケース12にスプライン結合しているボールねじナット15の回転角をθNa、舵角制御用モータ19の回転角をθm、第2コラムアッパー2bの回転角(=転舵角)をθCLとする。
【0020】
[転舵角のモータ制御時]
図4は、転舵角θCLを舵角制御用モータ19によって制御している場合の作動状態を示す。
【0021】
舵角制御用モータ19が回転角θmにて回転し始める。回転方向は、矢印方向から見て右回転を正とする。
【0022】
舵角制御用モータ19が回転角θmにて回転すると減速機19の減速比kだけ減速して、第2コラムアッパー2bを回転させる。
この転舵角θCLは、
θCL=θm/k
であらわされる。
ここで、操舵角θSと、フランジ5の回転角θfは、
θS=θf
である。
また、ケース12とはスプライン13で結合されるボールねじナット15の回転角θNaも、
θS=θNa
である。
操舵角θSと転舵角θCLの差異は、ボールねじナット15の回転角θNaとボールねじ16との回転差に相当する。
従って、第1ボールねじナット15は、ボールねじ16のリードをlbとすると、
L=(θNa−θCL)×lb
軸上をスライド移動する。
【0023】
[舵角制御機構の故障時]
次に、舵角制御用モータ19などの舵角制御機構が故障した場合を図5を用いて説明する。
【0024】
図5に示すように、舵角制御用モータ19の回転θmが非常に大になると、ボールねじナット15は、ストッパー23に当たるまで移動する。そして、ボールねじナット15の凹凸部15aとボールねじ16側のストッパー23の凹凸部23aとが噛み合いにより機械的にも接続し、一体となって回転可能になる。
【0025】
このボールねじナット15とボールねじ16とが機械的にも接続し、一体となって回転可能になる迄の時間を短縮するため、このボールねじナット15とストッパー22,23との間隔を、図6の制御目標舵角比曲線に基づき制御する。
【0026】
つまり、低速では、従来車の舵角比より大幅に可変舵角では、舵角比を速くするので、大きな、ボールねじナット15の移動量が必要である。従って、図7に示すように、直動ソレノイド24によって、ストッパー間隔を大きくとる必要がある。
【0027】
しかしながら、高速になるに従って、舵角比の従来車に対する変化は少ないので、移動量も少なくて良い。従って、図8に示すように、低速時よりは、ストッパー22,23とボールねじナット15とのストッパー間隔を小さくすることによって、異常発生してボールねじナット15がどちらかに動いて、スットパー22,23にあたる迄の時間を短縮することが可能である。
【0028】
更に、高速では、従来車と同じ舵角比で良いので制御を停止し、ボールねじナット15が移動する必要が無いので、図9に示すように、ボールねじナット15の両端部に予めストッパー22,23を当てることにする。
【0029】
このように、舵角制御用モータ19による舵角制御異常時に、操舵角θSとコラム転舵角θCLとの位相差を吸収する舵角位相差吸収機構のボールねじナット15が、操舵角θSと転舵角θCLの差により移動して、ボールねじ16のストッパー22,23に当たる機構において、ボールねじナット15の両側面形状に凹凸部15a,15aを設け、ボールねじ16のストッパー22,23の側面形状に凹凸部22a,23aを設けているので、ボールねじナット15とボールねじ16とを機械的にも同期させて、舵角位相差吸収機構を停止する制動機構としても機能するので、ステアリングハンドル1による操舵に応じて転舵することができるようになる。
【0030】
また、その移動量を可能な限り少なくストッパー22,23に当てるため、予め所定の間隔になるようにストッパー22,23を可動にしたため、速やかにステアリングハンドル1による操舵に応じて転舵することができるようになる。
【0031】
次に、効果を説明する。
第1実施例の車両用可変舵角装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【0032】
(1)ステアリングハンドル1に連結した第1コラムアッパー2aと、減速機20付きの舵角制御用モータ19からの回転伝達手段を有する第2コラムアッパー2b(コラムロア6と一体回転)と、の間に操舵角θSとコラム転舵角θSLとの位相差を吸収する舵角位相差吸収機構を有する車両用可変舵角装置において、前記舵角位相差吸収機構を、第1コラムアッパー2aにスプライン結合したボールねじナット15と、第2コラムアッパー2bに設けられたボールねじ16と、によるボールねじ嵌合機構により構成し、かつ、前記ボールねじ16に、ボールねじナット15の移動量が所定量になると接触により移動を停止すると共に、舵角位相差吸収機能を停止するストッパー22,23を設けたため、舵角制御用モータ19による舵角制御にかかわらず常時手動操舵を確保できると共に、舵角制御系の異常時にステアリングハンドル1による手動操舵に応じて転舵することができる。
【0033】
(2)ボールねじ16に設けたストッパー22,23とボールねじナット15とのストッパー面に凹凸部15a,15a,22a,23aを形成し、該凹凸部15a,22aまたは凹凸部15a,23aの接触嵌合によりボールねじナット15の移動停止と同時にトルク伝達を可能にしたため、舵角制御系の異常時にストッパー22,23によりボールねじナット15が停止すると、速やかにステアリングハンドル1による操舵に応じて転舵することができる。
【0034】
(3)ボールねじ16に設けたストッパー22,23とボールねじナット15とのストッパー間隔を、制御目標舵角比曲線(目標制御量)に応じて調整する直動ソレノイド24を設けたため、制御目標舵角比曲線から外れる舵角制御系の異常時、ボールねじナット15の移動量を可能な限り少なくしてストッパー22,23に当てることができる。
【0035】
(4)車速を検出する車速センサ10を設け、直動ソレノイド24によるストッパー間隔調整機構は、ボールねじ16に設けたストッパー22,23とボールねじナット15とのストッパー間隔を、車速が高くなるほど小さな間隔にする用にしたため、システム正常時には低車速での取り回し性の良さと高車速での操縦安定性の良さの両立を図りながら、舵角制御系の異常時にボールねじナット15の移動量を可能な限り少なくしてストッパー22,23に当てることができる。
【0036】
(第2実施例)
この第2実施例は、ボールねじ16とボールねじナット15とのストッパー面をそれぞれ電極面とし、該電極面に所定の電気を印加しておき、両電極面が接触することで装置異常を診断する異常診断機構を設けた例である。
【0037】
すなわち、図10に示すように、ボールねじ16には、側面に電極を有するもしくは、全体が導電体の電極兼ストッパー22’が所定のストローク分離れた位置に設けられている。同様に反対のストローク方向にも側面に電極を有するもしくは、全体が導電体の電極兼ストッパー23’が設けられている。
【0038】
そして、ボールねじナット15の両側面には、前記電極兼ストッパー22’,23’と接するとスイッチとして働く電極28,29が設けられ、前記電極兼ストッパー22’,23’と電極28,29は、スリップリング26を介して電子制御装置9と電気的に接続している。
【0039】
図11は、ボールねじ16の電極兼ストッパー22’,23’とボールねじナット15の電極28,29の拡大図である。電極兼ストッパー22’,23’と電極28,29の側面には、接触時にトルク伝達を可能にする凹凸部22a’,23a’,28a,29aが設けられている。
【0040】
次に、作用を説明する。
【0041】
[転舵角のモータ制御時]
図12は、転舵角θCLを舵角制御用モータ19によって制御している場合の作動状態を示す。
【0042】
舵角制御用モータ19が回転角θmにて回転し始める。回転方向は、矢印方向から見て右回転を正とする。
【0043】
舵角制御用モータ19が回転角θmにて回転すると減速機19の減速比kだけ減速して、第2コラムアッパー2bを回転させる。
この転舵角θCLは、
θCL=θm/k
であらわされる。
ここで、操舵角θSと、フランジ5の回転角θfは、
θS=θf
である。
また、ケース12とはスプライン13で結合されるボールねじナット15の回転角θNaも、
θS=θNa
である。
操舵角θSと転舵角θCLの差異は、ボールねじナット15の回転角θNaとボールねじ16との回転差に相当する。
従って、第1ボールねじナット15は、ボールねじ16のリードをlbとすると、
L=(θNa−θCL)×lb
軸上をスライド移動する。
【0044】
[舵角制御機構の故障時]
前記舵角制御用モータ19などの舵角制御機構が故障した場合を、図13〜図15を用いて説明する。
【0045】
まず、図15にこの故障診断ロジックサブルーチンのフローチャートを示す。電子制御装置9内の電子制御プログラム内で、異常監視のためにこのルーチンがスタートし(ステップS17)、実行される。ステップS8では、指令値と転舵角センサ5の偏差が所定範囲内の場合には、正常に動作していると判断し、再び、故障診断ロジックサブルーチンのステップS17へ戻り、これが繰り返される。ここで、指令値と転舵角センサ5の偏差が所定範囲内という判断は、正常に動作している場合には、図12に示すように、ボールねじ16の電極兼ストッパー22’,23’とボールねじナット15の電極28,29とが接触しないことで、電極が導通していないことを電子制御装置9により監視することでなされる。
【0046】
そして、舵角制御系の異常により指令値と転舵角センサ5の偏差が所定範囲を超えると、例えば、図13に示すように、舵角制御用モータ19の回転θmが非常に大になり、ボールねじナット15は、電極兼ストッパー23’に当たるまで移動する。この時、ボールねじナット15の側面の電極29と電極兼ストッパー23’の側面の電極が接触して、導通したことがスリップリング26を介して、電気的に電子制御装置9に伝わり、ステップS19へ進んで、舵角制御用モータ19の電源OFF指令を出力する。そして、図14に示すように、凹凸嵌合によりボールねじナット15とボールねじ16とが機械的にも接続し、一体となって回転可能になる。
【0047】
この状態になれば、操舵角θSと転舵角θCLとが同値になるので、ステップS20の判断では、yesになって、ステップS21へ進み、手動操舵可能状態により手動操舵が開始される。
【0048】
しかしながら、図15のステップS20において、noと判断された場合は、暴走状態と判断して、ステップS22へ進み、システム全体の主電源を全てOFFとする指令を出す。
【0049】
上記のように、舵角制御用モータ19による舵角制御異常時に、操舵角θSとコラム転舵角θCLとの位相差を吸収する舵角位相差吸収機構のボールねじナット15が、操舵角θSと転舵角θCLの差により移動して、ボールねじ16の電極兼ストッパー22’,23’に当たることによって、ボールねじナット15の両側面に設けた電極28,29とボールねじ16に設けた電極兼ストッパー22’,23’の側面に所定の電気が印加されているので、これが接して導通することにより、異常を容易に診断(判断)できる。そして、この導通信号に基づいて、システムの電源を制御することができる。
【0050】
また、ボールねじナット15とボールねじ16のストッパー面の側面形状に凹凸部22a’,23a’,28a,29aを設けたことにより、システム電源を制御するのと同時に、ボールねじナット16とボールねじ15とを機械的にも同期させて、舵角位相差吸収機構を停止する制動機構としても機能するので、ステアリングハンドル1による操舵に応じて転舵することができるようになる。
【0051】
次に、効果を説明する。
第2実施例の車両用可変舵角装置にあっては、第1実施例の(1),(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【0052】
(5)ボールねじ16とボールねじナット15とのストッパー面をそれぞれ電極面とし、該電極面に所定の電気を印加しておき、両電極面が接触することで装置異常を診断する異常診断機構を設けたため、装置異常時に装置異常を容易に診断することができると共に、得られる導通信号を用いてシステムの電源を制御することができる。
【0053】
以上、本発明の車両用可変舵角装置を第1実施例及び第2実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【0054】
例えば、第2実施例装置において、第1実施例装置のストッパー間隔調整機構を採用したものであっても良い。すなわち、ボールねじに、ボールねじナットの移動量が規定するストッパーを設けると共に、直動ソレノイド等によるストッパー間隔調整機構と、電極をストッパー面間に配置した故障診断機構を設ける例としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の車両用可変舵角装置が適用された車両用操舵システム図である。
【図2】第1実施例の車両用可変舵角装置を示す全体断面図である。
【図3】第1実施例の車両用可変舵角装置における舵角位相差吸収機構を示す断面図である。
【図4】第1実施例装置における正常時の作用を説明する作用状態説明図である。
【図5】第1実施例装置における舵角制御系異常時の作用を説明する作用状態説明図である。
【図6】第1実施例装置における制御目標舵角比(ギヤ比)特性図である。
【図7】第1実施例装置における低車速時のストッパー間隔調整図である。
【図8】第1実施例装置における中車速時のストッパー間隔調整図である。
【図9】第1実施例装置における高車速時のストッパー間隔調整図である。
【図10】第2実施例の車両用可変舵角装置を示す全体断面図である。
【図11】第2実施例の車両用可変舵角装置における舵角位相差吸収機構を示す断面図である。
【図12】第2実施例装置における正常時の作用を説明する作用状態説明図である。
【図13】第2実施例装置における舵角制御系異常時の作用を説明する作用状態説明図である。
【図14】第2実施例装置における舵角制御系異常時の機械的接続状態を示す図である。
【図15】第2実施例装置の電子制御装置内で実行される故障診断ロジックサブルーチンのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
1:ステアリングハンドル
2:コラムアッパー
2a:第1コラムアッパー
2b:第2コラムアッパー
3:操舵角センサ
4:舵角可変機構
5:転舵角センサ
6:コラムロア
7:転舵装置
8:転舵輪
9:電子制御装置
10:車速センサ(車速検出手段)
11:ボルト
12:ケース
13:スプライン
14:ベアリング
15:ボールねじナット
15a:凹凸部
16:ボールねじ
17:ボルト
18:ボールねじナット
19:モーター
20:減速機
21:ベアリング
22:ストッパー
22a:凹凸部
23:ストッパー
23a:凹凸部
24:直動ソレノイド(ストッパー間隔調整機構)
25:ばね
26:スリップリング
27:信号線
22’:電極兼ストッパー
22a’:凹凸部
23’:電極兼ストッパー
23a’:凹凸部
28,29:電極[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a vehicle variable steering angle device having a steering angle phase difference absorbing mechanism between a column upper and a column lower.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a variable steering angle device for a vehicle that varies a transmission ratio of a steering wheel steering angle to a steered wheel is a transmission ratio variable means that varies a transmission ratio by an electric motor in a steering transmission system that connects the steering handle and the steered wheels. A direct connection means for restricting the operation of the transmission ratio variable means to directly connect the steering wheel and the steered wheels, and an operation control means for controlling the operation of the direct connection means (for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-1176 (FIGS. 1 and 2).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional variable steering angle device for a vehicle, when the operation control unit supplies a control signal for operating the electric motor, that is, when the motor is operated, the direct connection state of the direct connection unit is released, and when the other motor is not operated, When the transmission ratio is controlled in accordance with the vehicle state, the steering handle and the steered wheels have no mechanical direct connection transmission. To return to the state, it was necessary to wait for the operation of the lock slide pin. In addition, there is a problem that if there is an abnormality in the slide pin operation mechanism, it cannot be returned to the direct connection state.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and can always maintain manual steering irrespective of steering angle control by a motor, and can perform steering according to manual steering by a steering handle when a steering angle control system is abnormal. It is an object of the present invention to provide a variable steering angle device for a vehicle that can perform the following.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention,
A steering angle phase difference absorbing mechanism for absorbing a phase difference between a steering angle and a column steering angle is provided between a column upper connected to a steering handle and a motor with a transmission or a column lower having rotation transmitting means from the motor. In a variable steering angle device for a vehicle,
The rudder angle phase difference absorbing mechanism is constituted by a ball screw fitting mechanism by a ball screw nut spline-coupled to a column upper and a ball screw provided in a column lower,
Further, the ball screw is provided with a stopper which stops the movement of the ball screw nut by contact when the movement amount of the ball screw nut reaches a predetermined amount and stops the steering angle phase difference absorbing function.
[0007]
【The invention's effect】
Therefore, in the variable steering angle device for a vehicle according to the present invention, the steering handle and the steered wheels are always mechanically connected via the steering angle phase difference absorbing mechanism by the ball screw fitting mechanism. Manual steering can always be ensured regardless of the steering angle control. Also, when the steering angle control system is abnormal due to a failure of the motor or the like, the movement amount of the ball screw nut is restricted by the stopper, and the stopper stops the ball screw nut to stop the steering angle phase difference absorbing mechanism. Since it also functions as a mechanism, the vehicle can be steered according to manual steering by a steering handle.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment for realizing a variable steering angle device for a vehicle according to the present invention will be described based on a first embodiment and a second embodiment shown in the drawings.
[0009]
(First embodiment)
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is a diagram of a vehicle steering system to which the vehicle variable steering angle device of the first embodiment is applied. In FIG. 1, 1 is a steering handle, 2 is a column upper, 3 is a steering angle sensor, 4 is a steering angle variable mechanism, 5 is a steering angle sensor, 6 is a column lower, 7 is a steering device, 8 is a steered wheel, 9 Denotes an electronic control unit, and 10 denotes a vehicle speed sensor (vehicle speed detecting means).
[0010]
A steering angle variable mechanism 4 for varying a transmission ratio is provided in the middle of a route between a column upper 2 connected to the steering handle 1 and a column lower 6 connected to a steered
[0011]
The
[0012]
The steering angle variable mechanism 4 steers the steered
[0013]
FIG. 2 is an overall sectional view showing the variable steering angle device for a vehicle according to the first embodiment. In FIG. 2, 1 is a steering wheel, 2a is a first column upper, 2b is a second column upper, 3 is a steering angle sensor, 4 is a variable steering angle mechanism, 5 is a steering angle sensor, 9 is an electronic control unit, 11 Is a bolt, 12 is a case, 13 is a spline, 14 is a bearing, 15 is a ball screw nut, 16 is a ball screw, 17 is a bolt, 18 is a ball screw nut, 19 is a motor, 20 is a reducer, 21 is a bearing, 22 Is a stopper, 23 is a stopper, 24 is a direct acting solenoid (stopper interval adjusting mechanism), 25 is a spring, 26 is a slip ring, and 27 is a signal line.
[0014]
The steering handle 1 has a steering angle sensor 3 that is rigidly connected to the first column upper 2a and measures the steering angle.
[0015]
The variable steering angle mechanism 4 has the following configuration. The end of the first column upper 2a is fastened to the
[0016]
The steering
[0017]
Here, the
[0018]
FIG. 3 is an enlarged view of the
[0019]
Next, the operation will be described.
In the following description, the rotation angle (= steering angle) of the steering handle 1 is θ S , the rotation angle of the
[0020]
[Motor control of steering angle]
FIG. 4 shows an operation state when the steering angle θ CL is controlled by the steering
[0021]
Steering
[0022]
Steering
This turning angle θ CL is
θ CL = θ m / k
It is represented by
Here, the steering angle θ S and the rotation angle θ f of the
θ S = θ f
It is.
The rotation angle θ Na of the
θ S = θ Na
It is.
The difference between the steering angle θ S and the turning angle θ CL corresponds to the rotation difference between the rotation angle θ Na of the
Therefore, when the lead of the
L = (θ Na −θ CL ) × lb
Slide on the axis.
[0023]
[When the steering angle control mechanism breaks down]
Next, a case where a steering angle control mechanism such as the steering
[0024]
As shown in FIG. 5, when the rotational theta m of the steering
[0025]
In order to shorten the time required for the
[0026]
In other words, at low speeds, the steering angle ratio is increased at a significantly variable steering angle ratio than the steering angle ratio of the conventional vehicle, so that a large amount of movement of the
[0027]
However, as the speed increases, the change in the steering angle ratio with respect to the conventional vehicle is small, so that the movement amount may be small. Therefore, as shown in FIG. 8, by making the stopper interval between the
[0028]
Further, at a high speed, the steering angle ratio may be the same as that of the conventional vehicle, so that the control is stopped and the
[0029]
Thus, the steering angle control abnormality by the steering
[0030]
In addition, since the
[0031]
Next, effects will be described.
In the vehicle variable steering angle device according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
[0032]
(1) Between the first column upper 2a connected to the steering handle 1 and the second column upper 2b (rotating integrally with the column lower 6) having a rotation transmitting means from the steering
[0033]
(2)
[0034]
(3) Since the
[0035]
(4) The
[0036]
(Second embodiment)
In the second embodiment, the stopper surfaces of the
[0037]
That is, as shown in FIG. 10, the
[0038]
[0039]
FIG. 11 is an enlarged view of the electrodes /
[0040]
Next, the operation will be described.
[0041]
[Motor control of steering angle]
FIG. 12 shows an operation state when the steering angle θ CL is controlled by the steering
[0042]
Steering
[0043]
Steering
This turning angle θ CL is
θ CL = θ m / k
It is represented by
Here, the steering angle θ S and the rotation angle θ f of the
θ S = θ f
It is.
The rotation angle θ Na of the
θ S = θ Na
It is.
The difference between the steering angle θ S and the turning angle θ CL corresponds to the rotation difference between the rotation angle θ Na of the
Therefore, when the lead of the
L = (θ Na −θ CL ) × lb
Slide on the axis.
[0044]
[When the steering angle control mechanism breaks down]
A case where a steering angle control mechanism such as the steering
[0045]
First, FIG. 15 shows a flowchart of the failure diagnosis logic subroutine. This routine is started and monitored in the electronic control program in the
[0046]
When the deviation of the
[0047]
Once this state, since a steering angle theta S and the steering angle theta CL is equivalent, in the judgment of step S20, is to yes, the process proceeds to step S21, the manual steering is initiated by manual steering state .
[0048]
However, if it is determined to be no in step S20 of FIG. 15, it is determined that a runaway state has occurred, and the process proceeds to step S22 to issue a command to turn off all the main power supplies of the entire system.
[0049]
As described above, when the steering angle control abnormality by the steering
[0050]
Further, by providing the concave and
[0051]
Next, effects will be described.
In the vehicle variable steering angle device according to the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) and (2) of the first embodiment.
[0052]
(5) An abnormality diagnosing mechanism for diagnosing a device abnormality when the stopper surfaces of the
[0053]
As described above, the variable steering angle device for a vehicle according to the present invention has been described based on the first embodiment and the second embodiment. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and claims Changes and additions of the design are permitted without departing from the gist of the invention according to each of the claims.
[0054]
For example, the apparatus of the second embodiment may employ the stopper interval adjusting mechanism of the apparatus of the first embodiment. That is, the ball screw may be provided with a stopper defined by the amount of movement of the ball screw nut, a stopper interval adjusting mechanism using a direct acting solenoid or the like, and a failure diagnosis mechanism in which electrodes are arranged between the stopper surfaces.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram of a vehicle steering system to which a vehicle variable steering angle device according to a first embodiment is applied.
FIG. 2 is an overall sectional view showing a variable steering angle device for a vehicle according to a first embodiment.
FIG. 3 is a sectional view showing a steering angle phase difference absorbing mechanism in the vehicle variable steering angle device of the first embodiment.
FIG. 4 is an operation state explanatory view illustrating an operation in a normal state in the first embodiment apparatus.
FIG. 5 is an operation state explanatory diagram illustrating an operation of the first embodiment device when the steering angle control system is abnormal.
FIG. 6 is a characteristic diagram of a control target steering angle ratio (gear ratio) in the device of the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram of adjusting a stopper interval at a low vehicle speed in the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram of adjusting a stopper interval at the time of a middle vehicle speed in the first embodiment.
FIG. 9 is a stopper interval adjustment diagram at a high vehicle speed in the first embodiment.
FIG. 10 is an overall sectional view showing a variable steering angle device for a vehicle according to a second embodiment.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a steering angle phase difference absorbing mechanism in a variable steering angle device for a vehicle according to a second embodiment.
FIG. 12 is an operation state explanatory diagram for explaining an operation in a normal state in the second embodiment apparatus.
FIG. 13 is an operation state explanatory diagram for explaining an operation when a steering angle control system is abnormal in the second embodiment apparatus.
FIG. 14 is a diagram showing a mechanical connection state when a steering angle control system is abnormal in the device of the second embodiment.
FIG. 15 is a view showing a flowchart of a failure diagnosis logic subroutine executed in the electronic control unit of the second embodiment device.
[Explanation of symbols]
1: steering handle 2: column upper 2a: first column upper 2b: second column upper 3: steering angle sensor 4: steering angle variable mechanism 5: steering angle sensor 6: column lower 7,
11: Bolt 12: Case 13: Spline 14: Bearing 15:
25: Spring 26: Slip ring 27: Signal line 22 ': Electrode /
Claims (5)
前記舵角位相差吸収機構を、コラムアッパーにスプライン結合したボールねじナットと、コラムロアに設けられたボールねじと、によるボールねじ嵌合機構により構成し、
かつ、前記ボールねじに、ボールねじナットの移動量が所定量になると接触によりボールねじナットの移動を停止すると共に舵角位相差吸収機能を停止するストッパーを設けたことを特徴とする車両用可変舵角装置。A steering angle phase difference absorbing mechanism for absorbing a phase difference between a steering angle and a column steering angle is provided between a column upper connected to a steering handle and a motor with a transmission or a column lower having rotation transmitting means from the motor. In a variable steering angle device for a vehicle,
The rudder angle phase difference absorbing mechanism is constituted by a ball screw fitting mechanism by a ball screw nut spline-coupled to a column upper and a ball screw provided in a column lower,
The ball screw is provided with a stopper for stopping the movement of the ball screw nut by contact when the movement amount of the ball screw nut reaches a predetermined amount and stopping the steering angle phase difference absorbing function. Rudder angle device.
前記ボールねじに設けたストッパーとボールねじナットとのストッパー面に凹凸部を形成し、該凹凸部の接触嵌合によりボールねじナットの移動停止と同時にトルク伝達を可能にしたことを特徴とする車両用可変舵角装置。The variable steering angle device for a vehicle according to claim 1,
A vehicle characterized in that an uneven portion is formed on a stopper surface between a stopper provided on the ball screw and a ball screw nut, and torque transmission is enabled at the same time as the movement of the ball screw nut is stopped by contact fitting of the uneven portion. Variable steering angle device.
前記ボールねじに設けたストッパーとボールねじナットとのストッパー間隔を、目標制御量に応じて調整するストッパー間隔調整機構を設けたことを特徴とする車両用可変舵角装置。The variable steering angle device for a vehicle according to claim 1 or 2,
A variable steering angle device for a vehicle, further comprising a stopper interval adjusting mechanism for adjusting a stopper interval between a stopper provided on the ball screw and a ball screw nut in accordance with a target control amount.
車速を検出する車速検出手段を設け、
前記ストッパー間隔調整機構は、ボールねじに設けたストッパーとボールねじナットとのストッパー間隔を、車速が高くなるほど小さな間隔にすることを特徴とする車両用可変舵角装置。The variable steering angle device for a vehicle according to claim 3,
Providing vehicle speed detection means for detecting vehicle speed,
A variable steering angle device for a vehicle, wherein the stopper interval adjusting mechanism sets a stopper interval between a stopper provided on a ball screw and a ball screw nut to be smaller as a vehicle speed increases.
前記ボールねじとボールねじナットとのストッパー面をそれぞれ電極面とし、該電極面に所定の電気を印加しておき、両電極面が接触することで装置異常を診断する異常診断機構を設けたことを特徴とする車両用可変舵角装置。The variable steering angle device for a vehicle according to any one of claims 1 to 4,
The stopper surface of the ball screw and the ball screw nut is used as an electrode surface, and a predetermined electricity is applied to the electrode surface, and an abnormality diagnosis mechanism for diagnosing a device abnormality by contacting both electrode surfaces is provided. A variable steering angle device for a vehicle, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003035870A JP2004243896A (en) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | Variable steering angle device for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003035870A JP2004243896A (en) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | Variable steering angle device for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004243896A true JP2004243896A (en) | 2004-09-02 |
Family
ID=33021135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003035870A Pending JP2004243896A (en) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | Variable steering angle device for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004243896A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100792815B1 (en) * | 2006-08-10 | 2008-01-14 | 주식회사 만도 | Electric power steering apparatus equipped with non-circuating ball screw |
KR101137109B1 (en) * | 2006-12-22 | 2012-04-19 | 주식회사 만도 | Electric Power Steering Apparatus of Non-circulating Ball Screw Type Equipped with Elastic Spacer |
KR20180097327A (en) * | 2017-02-23 | 2018-08-31 | 주식회사 만도 | Limiting apparatus of steering wheel rotation |
GB2603183A (en) * | 2021-01-29 | 2022-08-03 | Zf Automotive Uk Ltd | Travel limiter for a vehicle steering column |
CN115135561A (en) * | 2020-02-20 | 2022-09-30 | 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 | Adjusting drive for a steering column and motor-adjustable steering column of a motor vehicle |
-
2003
- 2003-02-14 JP JP2003035870A patent/JP2004243896A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100792815B1 (en) * | 2006-08-10 | 2008-01-14 | 주식회사 만도 | Electric power steering apparatus equipped with non-circuating ball screw |
KR101137109B1 (en) * | 2006-12-22 | 2012-04-19 | 주식회사 만도 | Electric Power Steering Apparatus of Non-circulating Ball Screw Type Equipped with Elastic Spacer |
KR20180097327A (en) * | 2017-02-23 | 2018-08-31 | 주식회사 만도 | Limiting apparatus of steering wheel rotation |
KR102660330B1 (en) | 2017-02-23 | 2024-04-24 | 에이치엘만도 주식회사 | Limiting apparatus of steering wheel rotation |
CN115135561A (en) * | 2020-02-20 | 2022-09-30 | 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 | Adjusting drive for a steering column and motor-adjustable steering column of a motor vehicle |
CN115135561B (en) * | 2020-02-20 | 2024-06-11 | 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 | Adjustment drive for a steering column and steering column for a motor vehicle |
GB2603183A (en) * | 2021-01-29 | 2022-08-03 | Zf Automotive Uk Ltd | Travel limiter for a vehicle steering column |
US11808325B2 (en) | 2021-01-29 | 2023-11-07 | ZF Automotive UK Limited | Travel limiter for a vehicle steering column |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4263902B2 (en) | Electric steering device for a vehicle having triple redundancy | |
KR101039548B1 (en) | Vehicle steering control system | |
JP4525621B2 (en) | Vehicle steering device | |
JP6115757B2 (en) | Vehicle steering system | |
US20190185052A1 (en) | Steering system | |
JP2010163016A (en) | Steer-by-wire steering device | |
JP2010214978A (en) | Steer-by-wire steering device | |
JP3975784B2 (en) | Vehicle steering system | |
WO2008059731A1 (en) | Vehicle steering device | |
JP2004243896A (en) | Variable steering angle device for vehicle | |
JPH0569834A (en) | Electrically-operated auxiliary steering device for vehicle | |
JP2006347208A (en) | Steering device for vehicle | |
JP2010069895A (en) | Steer-by-wire steering system | |
JP3877387B2 (en) | Variable steering angle ratio steering device for vehicle | |
JP3577190B2 (en) | Steering control device | |
JP6214984B2 (en) | Control device for rear wheel steering device | |
JP3575517B2 (en) | Steering control device | |
JP2003267249A (en) | Steering device for vehicle | |
JP2007190938A (en) | Steering system for vehicle | |
JP2663276B2 (en) | Automotive rudder angle sensor mounting structure | |
KR0147519B1 (en) | Diagnosis method of the actuator defect of the 4-wheel steering system | |
JP2689450B2 (en) | Vehicle four-wheel steering system | |
JP3595980B2 (en) | Variable steering angle ratio steering device | |
JP2015058865A (en) | Control apparatus for rear-wheel steering apparatus | |
JP2010120498A (en) | Steer-by-wire steering system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20051117 |