JP2004249934A - Steering device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者が操作する操作部と、車輪を転舵させる転舵部と、が機械的な結合がない状態で動作させることができる車両用操舵装置に関し、特に、操作部を所定値以上に操作されるのを防止する技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来のステア・バイ・ワイヤ方式の車両用操舵装置は、舵取機構1に機械的に連結されていないステアリングホイール2の回転に連動するコラム20の回転に追従して移動可能な移動体40と、該移動体40に当接して移動体40の移動許容量を設定する二つの阻止部41,42を設けて、ステアリングホイール2の中立位置に対する左右への回転許容量を設定するようにしている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−194152号公報(図1)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両用操舵装置にあっては、移動体が阻止部に当接するまでの移動量は固定であったため、走行中に変化させることができず、例えば、操舵角と転舵角の関係を変化させているにもかかわらず、ステアリングホイールのロック位置がいつでも同じであることにより違和感が生じるという問題があった。
【0005】
ちなみに、従来出典に記載されているような分離型の操舵装置は、ステアリングホイールの操舵角と転舵アクチュエータの動作量との対応関係が機械的な制約を受けずに設定できるという利点を生かすため、車速の高低、旋回程度、加減速の有無等、自動車の走行状態に応じて、ステアリングホイールの操作角と車輪の転舵角の関係を変えて使用したいという要求がある。
【0006】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、走行状態に応じて変化させたステアリングホイールの操舵角と転舵アクチュエータの動作量との対応関係に応じて違和感のないロック位置を設定することができる車両用操舵装置を提供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、本発明では、
運転者が操作する操作部と、車輪を転舵させる転舵部と、が機械的な結合がない状態で動作させることができ、前記操作部のステアリングホイールの回転に追従して移動・運動する移動体と、それに当接あるいは係合してステアリングホイールの回転を阻止する阻止体と、を備えた車両用操舵装置において、
前記阻止体に、阻止体の位置を移動可能とすることによりステアリングホイールのロック位置を可変にするアクチュエータを設けた。
【0008】
【発明の効果】
よって、本発明の車両用操舵装置にあっては、ステアリングホイールの回転に追従して移動・運動する移動体に対し、当接あるいは係合してステアリングホイールの回転を阻止する阻止体に、阻止体の位置を移動可能とすることによりステアリングホイールのロック位置を可変にするアクチュエータを設けたため、走行状態に応じて変化させたステアリングホイールの操舵角と転舵アクチュエータの動作量との対応関係に応じて違和感のないロック位置を設定することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用操舵装置を実現する実施の形態を、図面に示す第1実施例〜第6実施例に基づいて説明する。
【0010】
(第1実施例)
まず、構成を説明する。
図1は第1実施例の車両用操舵装置を示す全体システム図である。図1において、1はステアリングホイール、2は反力アクチュエータ、3はトルクセンサ(操舵トルク検出部)、4は操作角センサ、5は操向輪、6は伝達部、7はステアリングギア、8は転舵アクチュエータ、9は転舵角センサ、10は操舵コントローラ、11は車速センサ、12はロードセル、13は回転阻止手段、14はステアリングコラム軸である。
【0011】
前記ステアリングホイール1を備えた操舵系ユニット(操作部)と、前記ステアリングギア7を備えた転舵系ユニット(転舵部)とは、機械的に連結されていない独立ユニットによる構成とされている。そして、操舵制御系により、前記操舵系ユニットの反力アクチュエータ2及び回転阻止手段13と、前記転舵系ユニットの転舵アクチュエータ8と、が駆動制御される。
【0012】
前記操舵系ユニットの構成を説明すると、ドライバによる操作手段であるステアリングホイール1には、ステアリングホイール1と一体回転する軸長の短いステアリングコラム軸14が連結されている。前記ステアリングコラム軸14上には、ステアリングホイール1に近い側から順に、ステアリングホイール1が操作された操作量を検出する操作角センサ4と、操舵トルクを検出するトルクセンサ3と、ステアリングホイール1の回転を阻止してステアリングホイール1の回転許容範囲を設定する回転阻止手段13と、ステアリングホイール1に操作反力を与えるモータによる反力アクチュエータ2と、が設けられている。
【0013】
前記転舵系ユニットの構成を説明すると、操向輪5,5を転舵するステアリングギア7には、ステアリングギア7を操作するための出力を加える転舵アクチュエータ8が連結されている。前記ステアリングギア7の左右位置には、ステアリングギア7からの力を伝達する伝達部6,6と、該伝達部6,6を介して入力される力により転舵される操向輪5,5と、が設けられている。
【0014】
前記操舵制御系の構成を説明すると、操舵コントローラ10は、ステアリングホイール1の操舵角および車両の走行状態(例えば、車速等)に基づいて算出された目標転舵角となるように、転舵アクチュエータ8を駆動制御する転舵制御部と、操舵時に適切な操作反力を発生させるための制御量を算出し、反力アクチュエータ2に駆動指令を出力する操舵反力制御部と、ステアリングホイール1の回転許容範囲の設定制御(ロック位置可変制御)を行う駆動指令を回転阻止手段13に出力する回転阻止制御部と、を有する。
【0015】
前記操舵コントローラ10には、トルクセンサ3と、操作角センサ4と、転舵角センサ9と、車速センサ11と、ロードセル12と、後述するストッパ部材位置センサ26からの信号が入力される。操舵コントローラ10からは、操舵系ユニットの反力アクチュエータ2及び回転阻止手段13と、転舵系ユニットの転舵アクチュエータ8に対し、操舵時に所定の駆動制御指令が出力される。
【0016】
図2は第1実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段13の詳細な構成を示す断面図である。図2において、1はステアリングホイール、2は反力アクチュエータ、3はトルクセンサ、13は回転阻止手段、14はステアリングコラム軸である。
【0017】
前記回転阻止手段13の構成を説明する。前記ステアリングコラム軸14を中心軸位置に配置した円筒ケース15には、その上部開口位置に上部エンドプレート16が固定され、その下部開口位置に下部フランジ17が固定されている。ステアリングコラム軸14は、その上部位置及び下部位置にて2つのベアリング18,19を介して回転可能に支持されている。
【0018】
前記ステアリングコラム軸14には、必要範囲だけボールねじ溝14aが形成され、このボールねじ溝14aに対し、図外の多数のボールを介してボールねじナット21が螺合している。そして、該ボールねじナット21には、ステアリングホイール1の回転に追従して移動する移動部材22(移動体)が固定されている。さらに、前記移動部材22には、前記円筒ケース15に対し軸方向に開孔されたスライドガイド孔15aを貫通して突出する1つのストッパ部22aが形成されている。
【0019】
前記移動部材22のストッパ部22aと当接することでステアリングホイール1の回転を阻止する阻止体は、1つのストッパ部材駆動モータ23(アクチュエータ)により回転されるピッチ方向が互いに逆の第1ねじ部24aと第2ねじ部24bが形成された逆ピッチねじ部材24を、前記移動部材22の外周位置にステアリングコラム軸14と平行に配置し、前記第1ねじ部24aに螺合された第1ストッパ部材25Rと、前記第2ねじ部24bに螺合された第2ストッパ部材25Lと、によって構成されている。
【0020】
すなわち、前記ストッパ部材駆動モータ23により逆ピッチねじ部材24を回転させると、第1ストッパ部材25Rと第2ストッパ部材25Lとは、中立位置を中心として互いの間隔が同じ量だけ大きくなるか小さくなるように移動する。
【0021】
さらに、1つのストッパ部材駆動モータ23により、第1ストッパ部材25Rと第2ストッパ部材25Lとを目標位置に設定するには、両ストッパ部材25R,25Lの位置を把握しておく必要があることから、逆ピッチねじ部材24の上端部位置には、ストッパ部材位置センサ26が設けられている。
【0022】
次に、作用を説明する。
【0023】
[分離型の操舵装置における課題]
従来から、運転者が操作する操作部としてのステアリングホイールを車輪を操向させる転舵機構と機械的に連結せずに配する一方、転舵機構にアクチュエータを配し、このアクチュエータを、前記ステアリングホイールの操作方向及び操舵角に基づいて動作させ、転舵機構にステアリングホイールの操舵角に見合う転舵角を加えて、前記ステアリングホイールの操作に応じた転舵を行わせる構成とした分離型の操舵装置が提案されている。
【0024】
このような分離型の操舵装置は、ステアリングホイールの操舵角と転舵アクチュエータの動作量との対応関係が機械的な制約を受けずに設定できることから、車速の高低、旋回程度、加減速の有無等、自動車の走行状態に応じた操舵特性の変更に柔軟に対応でき、操舵特性の設計自由度が向上するという利点を有している。
【0025】
しかし、操作部と転舵機構に機械的な結合がある現状の車両において転舵機構が末端の状態にあり転舵できないといった状態になった時に体感していた、いわゆるロック感を、ステアリングホイールが転舵機構に機械的に連結されていない機構において表現するには、何らかの手段が必要となる。
【0026】
分離型の操舵装置においては、ステアリングホイールに適度な反力を与えるために電動モータを配置することが提案されており、電動モータにより発生させる反力を急激に増大させることによりロック感を創出することも可能である。
【0027】
しかしながら、現行の機械的連結のある操舵装置と同等のロック感を出すためには、通常走行時に操舵反力として発生させる反力の数倍は必要であり、ロック感を作るために大きなトルクを発生させうるモータを搭載する必要がでてくる。
【0028】
そこで、例えば、特開平10−194152号公報に記載されているように、ステアリングホイールの回転に連動するコラムの回転に追従して移動可能な移動体を、移動体の移動許容量を設定する阻止体に当接させることにより制限する装置が提案されている。
【0029】
前述のように、このような分離型の操舵装置は、ステアリングホイールの操舵角と転舵アクチュエータの動作量との対応関係が機械的な制約を受けずに設定できるという利点を生かすため、車速の高低、旋回程度、加減速の有無等、自動車の走行状態に応じて、ステアリングホイールの操作角と車輪の転舵角の関係を変えて使用することがある。
【0030】
しかしながら、この特開平10−194152号公報に記載されている操舵装置では、移動体が阻止体に当接するまでの移動量は固定であったため、走行中に変化させることができず、例えば、操舵角と転舵角の関係を変化させているにもかかわらず、ステアリングホイールのロック位置がいつでも同じであることにより違和感が生じる。
【0031】
[回転許容範囲設定作用]
例えば、車速に応じてステアリングホイール1の操作角度と操向輪5,5の転舵角度の関係であるステアリングギア比(=ステアリングホイール1の操作角度/操向輪5,5の転舵角度)を変える場合を考える。
【0032】
低速時は小回りが求められる状況が多いため、ステアリングホイール1に対する小さな操作量で操向輪5,5が大きく転舵するようにステアリングギア比を小さく、高速時はステアリング入力に対して車両の挙動変化が大きくなり過ぎないようにステアリングギア比を大きくすることがよく提案されている。
【0033】
この場合、低速では小さなステアリングホイール操舵角で転舵機構側の機械的な転舵限界に至るため小さなステアリングホイール操舵角の状態でロック状態を発生させる必要があるし、高速では大きなステアリングホイール操舵角でロック状態が発生するようにする必要がある。
【0034】
よって、車速に応じてステアリングホイール1のロック位置を決定し、そのロック位置を実現できる位置となるように、ストッパ部材駆動モータ23により、第1ストッパ部材25Rと第2ストッパ部材25Lの位置制御をする。
具体的には、低速側では、第1ストッパ部材25Rと第2ストッパ部材25Lとの間隔によるステアリングホイール1の回転許容範囲を狭く設定し、また、高速側では、第1ストッパ部材25Rと第2ストッパ部材25Lとの間隔によるステアリングホイール1の回転許容範囲を広く設定する。
【0035】
この結果、車速に応じて変化させたステアリングホイール1の操舵角と転舵アクチュエータ8の動作量との対応関係に応じて違和感のないロック位置を設定することができる。
【0036】
次に、効果を説明する。
第1実施例の車両用操舵装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【0037】
(1) 運転者が操作する操作部と、車輪を転舵させる転舵部と、が機械的な結合がない状態で動作させることができ、前記操作部のステアリングホイール1の回転に追従して移動・運動する移動体と、それに当接あるいは係合してステアリングホイール1を回転を阻止する阻止体と、を備えた車両用操舵装置において、前記阻止体に、阻止体の位置を移動可能とすることによりステアリングホイール1のロック位置を可変にするアクチュエータを設けたため、走行状態に応じて変化させたステアリングホイール1の操舵角と転舵アクチュエータ8の動作量との対応関係に応じて違和感のないロック位置を設定することができる。
【0038】
(2) 前記移動体は、ステアリングホイール1から見て、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ3より下流に設置したため、仮に阻止体の位置を変化させることができなくなり、ステアリングホイール1の操作角が小さい範囲に限定されたり、場合によっては操作角が零になったとしても、操舵トルクを入力信号とすることにより、操向輪5,5の転舵角制御を行うことができる。
【0039】
(3) 前記移動体は、ステアリングホイール1の回転を並進運動とし、阻止体は移動体の並進方向運動を制限するようにしたため、運転者が操作する操作部に僅かの軸方向スペースがあれば、ステアリングホイール1の回転許容範囲を自由に設定できる移動体と阻止体とを設置することができる。
【0040】
(4) 前記移動体は、ステアリングホイール1に連結されたステアリングコラム軸14に対しねじ螺合により設けた移動部材22であり、前記阻止体は、1つのストッパ部材駆動モータ23により回転されるピッチ方向が互いに逆の第1ねじ部24aと第2ねじ部24bが形成された逆ピッチねじ部材24を、前記移動部材22の外周位置にステアリングコラム軸14と平行に配置し、前記第1ねじ部24aに螺合された第1ストッパ部材25Rと、前記第2ねじ部24bに螺合された第2ストッパ部材25Lと、によって構成したため、1つのストッパ部材駆動モータ23のみを設けるコスト的にもスペース的にも有利な構成にて、ステアリングホイール1の回転許容範囲を自由に設定できる移動体と阻止体とを設置することができる。
【0041】
(第2実施例)
第2実施例は、右操舵でのロック位置と左操舵でのロック位置を独立に設定できるようにした例である。なお、全体構成は第1実施例の図1と同様であるので図示並びに説明を省略する。
【0042】
図3は第2実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段13の詳細な構成を示す断面図である。図3において、2は反力アクチュエータ、3はトルクセンサ、13は回転阻止手段、14はステアリングコラム軸である。
【0043】
前記回転阻止手段13の構成を説明する。前記ステアリングコラム軸14を中心軸位置に配置した円筒ケース15には、その上部開口位置に上部エンドプレート16が固定され、その下部開口位置に下部フランジ17が固定されている。ステアリングコラム軸14は、その上部位置及び下部位置にて2つのベアリング18,19を介して回転可能に支持されている。
【0044】
前記ステアリングコラム軸14には、必要範囲だけボールねじ溝14aが形成され、このボールねじ溝14aに対し、図外の多数のボールを介してボールねじナット21が螺合している。そして、該ボールねじナット21には、ステアリングホイール1の回転に追従して移動する移動部材22(移動体)が固定されている。さらに、前記移動部材22には、前記円筒ケース15に対し軸方向に開孔された第1スライドガイド孔15Lと第2スライドガイド孔15Rを貫通して突出する2つの第1ストッパ部22Lと第2ストッパ部22Rが形成されている。
【0045】
前記移動部材22のストッパ部22L,22Rと当接することでステアリングホイール1の回転を阻止する阻止体は、2つの第1ストッパ部材駆動モータ23L(アクチュエータ)と第2ストッパ部材駆動モータ23R(アクチュエータ)によりそれぞれ回転される第1ねじ部材24Lと第2ねじ部材24Rを、前記移動部材22の外周位置にステアリングコラム軸14と平行に配置し、前記第1ねじ部材24Lに螺合された第1ストッパ部材25Lと、前記第2ねじ部24Rに螺合された第2ストッパ部材25Rと、によって構成されている。
【0046】
すなわち、前記第1ストッパ部材駆動モータ23Lにより第1ねじ部材24Lを回転させると第1ストッパ部材25Lが移動し、前記第2ストッパ部材駆動モータ23Rにより第2ねじ部材24Rを回転させると第2ストッパ部材25Rが移動する。
【0047】
さらに、2つのストッパ部材駆動モータ23L,23Rにより、第1ストッパ部材25Lと第2ストッパ部材25Rとをそれぞれ目標位置に設定するには、各ストッパ部材25L,25Rの位置を把握しておく必要があることから、第1ねじ部材24Lの上端部位置には、第1ストッパ部材位置センサ26Lが設けられ、第2ねじ部材24Rの上端部位置には、第2ストッパ部材位置センサ26Rが設けられている。
【0048】
次に、作用を説明する。
【0049】
[回転許容範囲設定作用]
第2実施例は右操舵でのロック位置と左操舵でのロック位置を独立して設定できるように、ストッパ部材駆動モータ23L,23R、ねじ部材24L,24R、ストッパ部材25L,25R、ストッパ部材位置センサ26L,26Rを2系統設定してある。すなわち、第1実施例との違いは、右操舵でのロック位置と左操舵でのロック位置を中立位置に対して非対象に設定できることにある。
【0050】
例えば、路肩に駐車しようとして少し舵を切った状態で縁石に接触したような状態では、現状の機械的結合のある操舵装置では、右にも左にも切れない状態となりうる。その状態を機械的結合のない操舵装置で再現するには、中立位置からずれている状態で右にも左にもステアリングホイール1を操舵できない状態を作り出す必要が出てくる。こういった場合に、右操舵でのロック位置と左操舵でのロック位置を中立位置に対して非対象に設定できる第2実施例が有効となる。
【0051】
次に、効果を説明する。
この第2実施例の車両用操舵装置にあっては、第1実施例の(1),(2),(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【0052】
(5) 前記移動体は、ステアリングホイール1に連結されたステアリングコラム軸14に対しねじ螺合により設けた移動部材22であり、前記阻止体は、2つの第1ストッパ部材駆動モータ23Lと第2ストッパ部材駆動モータ23Rによりそれぞれ回転される第1ねじ部材24Lと第2ねじ部材24Rを、前記移動部材22の外周位置にステアリングコラム軸14と平行に配置し、前記第1ねじ部材24Lに螺合された第1ストッパ部材25Lと、前記第2ねじ部24Rに螺合された第2ストッパ部材25Rと、によって構成したため、右操舵でのロック位置と左操舵でのロック位置を中立位置に対して非対象に設定でき、例えば、少し舵を切った状態で縁石に接触したとき等、中立位置からずれている状態で右にも左にもステアリングホイール1を操舵できない状態を作り出す必要が出てくるような場合に有効である。
【0053】
(第3実施例)
第3実施例は、1つのストッパ部材25で右側ロックと左側ロックの両方に対応できるようにした例である。なお、全体構成は第1実施例の図1と同様であるので図示並びに説明を省略する。
【0054】
図4は第3実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段13の詳細な構成を示す断面図である。図4において、2は反力アクチュエータ、3はトルクセンサ、13は回転阻止手段、14はステアリングコラム軸である。
【0055】
前記回転阻止手段13の構成を説明する。前記ステアリングコラム軸14を中心軸位置に配置した円筒ケース15には、その上部開口位置に上部エンドプレート16が固定され、その下部開口位置に下部フランジ17が固定されている。ステアリングコラム軸14は、その上部位置及び下部位置にて2つのベアリング18,19を介して回転可能に支持されている。
【0056】
前記ステアリングコラム軸14には、必要範囲だけボールねじ溝14aが形成され、このボールねじ溝14aに対し、図外の多数のボールを介してボールねじナット21が螺合している。そして、該ボールねじナット21には、ステアリングホイール1の回転に追従して移動する移動部材22(移動体)が固定されている。さらに、前記移動部材22には、前記円筒ケース15に対し軸方向に開孔されたスライドガイド孔15aを貫通して突出する1つのストッパ部22aが形成されている。
【0057】
前記移動部材22のストッパ部22aと当接することでステアリングホイール1の回転を阻止する阻止体は、1つのストッパ部材駆動モータ23(アクチュエータ)により回転されるねじ部材24を、前記移動部材22の外周位置にステアリングコラム軸14と平行に配置し、前記ねじ部材24に螺合すると共に、第1ストッパ面25aと第2ストッパ面25bとを有する1つのストッパ部材25によって構成されている。
【0058】
例えば、操舵により移動部材22を移動させるのに同期して前記ストッパ部材駆動モータ23によりねじ部材24を回転させると、第1ストッパ面25a及び第2ストッパ面25bと、ストッパ部22aの両面との間のクリアランスを保ちながら、1つのストッパ部材25が移動する。
【0059】
さらに、1つのストッパ部材駆動モータ23により、ストッパ部材25を目標位置に設定するには、ストッパ部材25の位置を把握しておく必要があることから、ねじ部材24の上端部位置には、ストッパ部材位置センサ26が設けられている。
【0060】
次に、作用を説明する。
【0061】
[回転許容範囲設定作用]
第3実施例は、1つのストッパ部材25で右側ロックと左側ロックの両方に対応できる構造のものであり、第2実施例より構成部品が少なくて済むという利点がある。これはステアリングホイール操作角度を操作角センサ4より検出し、その情報から移動部材22の位置を算出し、ロック状態にしない場合には移動部材22とストッパ部材25とが接触しないようにストッパ部材駆動モータ23を制御し、ロック状態にする場合には移動部材22とストッパ部材25を当接させるようにストッパ部材駆動モータ23を制御する。
【0062】
この構成では、ストッパ部材25の位置を常に移動部材22の近傍にあるように制御するため、例えば、縁石との接触など、転舵機構部の転舵限界以外の位置でロック感を発生させる場合には、短い時間で実現することが可能となる。
【0063】
移動部材22のストッパ部22aの両面と、第1ストッパ面25a及び第2ストッパ面25bと、の間のクリアランスは、不必要に接触しないようにして小さくするのに、ストッパ駆動系の応答性(制御無駄時間と動特性イナーシャ)とギヤ比を含めたハンドル操作速度、すなわち移動部材22の移動速度から検討するのが良い。
【0064】
ストッパ部材25は軽量に作成できるので、ストッパ部材25の移動慣性の影響は無視できる。ステアリングホイール1の切り返し操作時の移動部材22への追従が最も厳しく、次いで、ステアリングホイール1の一方向への早い操作時であり、ハンドル操作開始時に対しては問題ない。なお、最終的には、実験値からストッパ駆動系の応答性を決める。
【0065】
次に、効果を説明する。
この第3実施例の車両用操舵装置にあっては、第1実施例の(1),(2),(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【0066】
(6) 前記移動体は、ステアリングホイール1に連結されたステアリングコラム軸14に対しねじ螺合により設けた移動部材22であり、前記阻止体は、1つのストッパ部材駆動モータ23により回転されるねじ部材24を、前記移動部材22の外周位置にステアリングコラム軸14と平行に配置し、前記ねじ部材24に螺合すると共に、第1ストッパ面25aと第2ストッパ面25bとを有する1つのストッパ部材25によって構成したため、第2実施例よりも構成部品が少なくて済むと共に、ストッパ部材25を停止固定すれば適宜の位置で右操舵と左操舵をロックでき、例えば、縁石との接触等、転舵機構部の転舵限界以外の位置でロック感を発生させる場合には、短い時間で実現することができる。
【0067】
(第4実施例)
第4実施例は、ステアリング軸方向長さを短くした場合等に有効な例である。なお、全体構成は第1実施例の図1のうち回転阻止手段13がステアリングシャフト14に対し直交配置である点を除いて同様であるので図示並びに説明を省略する。
【0068】
図5は第4実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段13の詳細な構成を示す断面図である。図5において、27はウォームギヤ、28はウォームホイール、29はステアリングロック軸、30はステアリングコラム軸ケース、31はステアリングロック軸ケースである。なお、前記ウォームギヤ27は、ステアリングコラム軸14の端部に設けられている。また、ウォームギヤ27とウォームホイール28により、ステアリングコラム軸14の回転を直交するステアリングロック軸29に伝達する回転伝達機構が構成される。
【0069】
前記回転阻止手段13の構成を説明する。前記ステアリングロック軸31を中心軸位置に配置したステアリングロック軸ケース31には、その一端部開口位置にステアリングコラム軸ケース30が固定され、その他端部開口位置にエンドプレート32が固定されている。ステアリングロック軸29は、ウォームホイール28の両端部位置及びエンドプレート32の位置にて3つのベアリング33,34,35を介して回転可能に支持されている。
【0070】
前記ステアリングロック軸29には、必要範囲だけボールねじ溝29aが形成され、このボールねじ溝29aに対し、図外の多数のボールを介してボールねじナット21が螺合している。そして、該ボールねじナット21には、ステアリングホイール1の回転に追従して移動する移動部材22(移動体)が固定されている。さらに、前記移動部材22には、前記ステアリングロック軸ケース31に対し軸方向に開孔されたスライドガイド孔31aを貫通して突出する1つのストッパ部22aが形成されている。
【0071】
前記移動部材22のストッパ部22aと当接することでステアリングホイール1の回転を阻止する阻止体は、1つのストッパ部材駆動モータ23(アクチュエータ)により回転されるピッチ方向が互いに逆の第1ねじ部24aと第2ねじ部24bが形成された逆ピッチねじ部材24を、前記移動部材22の外周位置にステアリングロック軸29と平行に配置し、前記第1ねじ部24aに螺合された第1ストッパ部材25Rと、前記第2ねじ部24bに螺合された第2ストッパ部材25Lと、によって構成されている。
【0072】
すなわち、前記ストッパ部材駆動モータ23により逆ピッチねじ部材24を回転させると、第1ストッパ部材25Rと第2ストッパ部材25Lとは、中立位置を中心として互いの間隔が同じ量だけ大きくなるか小さくなるように移動する。
【0073】
さらに、1つのストッパ部材駆動モータ23により、第1ストッパ部材25Rと第2ストッパ部材25Lとを目標位置に設定するには、両ストッパ部材25R,25Lの位置を把握しておく必要があることから、逆ピッチねじ部材24のエンドプレート32側の位置には、ストッパ部材位置センサ26が設けられている。
【0074】
次に、作用を説明する。
【0075】
第1実施例〜第3実施例では、ステアリングコラム軸14上にステアリングコラム軸方向に移動する移動部材22を設置していたため、ステアリング軸方向長さが長くなる構造であったが、この第4実施例では、ステアリングコラム軸14と垂直な方向に移動する移動部材22を配置したものである。
【0076】
すなわち、ステアリングコラム軸14の回転は、ステアリングコラム軸14と同軸に配置されているウォームギア27からウォームホイール28に伝達されることによりステアリングロック軸29が回転する構造となっている。なお、回転阻止手段13の基本的な構成は、第1実施例と同様であるため、回転許容範囲設定作用については、第1実施例と同様な作用を示す。
【0077】
よって、この第4実施例では、ステアリングコラム軸14とは直交配置したステアリングロック軸29上に移動部材22を設け、移動部材22の外周位置に第1ストッパ部材25Rと第2ストッパ部材25Lとを設けたため、運転席周りの造形、レイアウト等でステアリング軸方向長さを短くしたい場合などに有効である。
【0078】
次に、効果を説明する。
この第4実施例の車両用操舵装置にあっては、第1実施例の(1),(2),(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【0079】
(7) 移動体は、ステアリングホイール1に連結されたステアリングコラム軸14とは直交する方向にウォームギヤ27及びウォームホイール28を介して配置されたステアリングロック軸29に対しねじ螺合により設けた移動部材22であり、阻止体は、1つのストッパ部材駆動モータ23により回転されるピッチ方向が互いに逆の第1ねじ部24aと第2ねじ部24bが形成された逆ピッチねじ部材24を、前記移動部材22の外周位置にステアリングロック軸29と平行に配置し、前記第1ねじ部24aに螺合された第1ストッパ部材25Rと、前記第2ねじ部24bに螺合された第2ストッパ部材25Lと、によって構成したため、1つのストッパ部材駆動モータ23のみを設けるコスト的にもスペース的にも有利な構成にて、ステアリングホイール1の回転許容範囲を自由に設定できる移動体と阻止体とを設置することができると共に、運転席周りの造形、レイアウト等でステアリング軸方向長さを短くしたい場合などにおいて、ステアリングホイール1を備えた操作部のステアリング軸方向長さ短縮化を達成することができる。
【0080】
(第5実施例)
この第5実施例は、第4実施例の阻止体を右側ロックと左側ロックの両方に対応できる第3実施例構造とした例である。なお、全体構成は第1実施例の図1のうち回転阻止手段13がステアリングシャフト14に対し直交配置である点を除いて同様であるので図示並びに説明を省略する。
【0081】
図6は第5実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段13の詳細な構成を示す断面図である。図6において、27はウォームギヤ、28はウォームホイール、29はステアリングロック軸、30はステアリングコラム軸ケース、31はステアリングロック軸ケースである。なお、前記ウォームギヤ27は、ステアリングコラム軸14の端部に設けられている。また、ウォームギヤ27とウォームホイール28により、ステアリングコラム軸14の回転を直交するステアリングロック軸29に伝達する回転伝達機構が構成される。
【0082】
前記回転阻止手段13の構成を説明する。前記ステアリングロック軸31を中心軸位置に配置したステアリングロック軸ケース31には、その一端部開口位置にステアリングコラム軸ケース30が固定され、その他端部開口位置にエンドプレート32が固定されている。ステアリングロック軸29は、ウォームホイール28の両端部位置及びエンドプレート32の位置にて3つのベアリング33,34,35を介して回転可能に支持されている。
【0083】
前記ステアリングロック軸29には、必要範囲だけボールねじ溝29aが形成され、このボールねじ溝29aに対し、図外の多数のボールを介してボールねじナット21が螺合している。そして、該ボールねじナット21には、ステアリングホイール1の回転に追従して移動する移動部材22(移動体)が固定されている。さらに、前記移動部材22には、前記ステアリングロック軸ケース31に対し軸方向に開孔されたスライドガイド孔31aを貫通して突出する1つのストッパ部22aが形成されている。
【0084】
前記移動部材22のストッパ部22aと当接することでステアリングホイール1の回転を阻止する阻止体は、1つのストッパ部材駆動モータ23(アクチュエータ)により回転されるねじ部材24を、前記移動部材22の外周位置にステアリングロック軸29と平行に配置し、前記ねじ部材24に螺合すると共に、第1ストッパ面25aと第2ストッパ面25bとを有する1つのストッパ部材25によって構成されている。
【0085】
例えば、操舵により移動部材22を移動させるのに同期して前記ストッパ部材駆動モータ23によりねじ部材24を回転させると、第1ストッパ面25a及び第2ストッパ面25bと、ストッパ部22aの両面との間のクリアランスを保ちながら、1つのストッパ部材25が移動する。
【0086】
さらに、1つのストッパ部材駆動モータ23により、ストッパ部材25を目標位置に設定するには、ストッパ部材25の位置を把握しておく必要があることから、ねじ部材24のエンドプレート32側の位置には、ストッパ部材位置センサ26が設けられている。
【0087】
ここで、回転阻止手段13の基本的な構成は、第3実施例と同様であるため、回転許容範囲設定作用については、第3実施例と同様な作用を示す。
【0088】
次に、効果を説明する。
この第5実施例の車両用操舵装置にあっては、第1実施例の(1),(2),(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【0089】
(8) 移動体は、ステアリングホイール1に連結されたステアリングコラム軸14とは直交する方向にウォームギヤ27及びウォームホイール28を介して配置されたステアリングロック軸29に対しねじ螺合により設けた移動部材22であり、阻止体は、1つのストッパ部材駆動モータ23により回転されるねじ部材24を、前記移動部材22の外周位置にステアリングロック軸29と平行に配置し、前記ねじ部材24に螺合すると共に、第1ストッパ面25aと第2ストッパ面25bとを有する1つのストッパ部材25によって構成したため、ストッパ部材25を停止固定すれば適宜の位置で右操舵と左操舵をロックでき、例えば、縁石との接触等、転舵機構部の転舵限界以外の位置でロック感を発生させる場合には、短い時間で実現することができると共に、運転席周りの造形、レイアウト等でステアリング軸方向長さを短くしたい場合などにおいて、ステアリングホイール1を備えた操作部のステアリング軸方向長さ短縮化を達成することができる。
【0090】
(第6実施例)
この第6実施例は、阻止体によって移動体の回転運動を制限することによりステアリングホイール1のロック位置を自由に設定するようにした例である。なお、全体構成は第1実施例の図1のうち回転阻止手段13及び反力アクチュエータ2の位置関係が異なる点を除いて同様であるので図示並びに説明を省略する。
【0091】
図7は第6実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段13の詳細な構成を示す断面図である。図7において、2は反力アクチュエータ、3はトルクセンサ、13は回転阻止手段、14はステアリングコラム軸、36はステアリングコラム軸ケース、37はウォームギヤ、38はウォームホイールである。なお、前記反力アクチュエータ2の出力は、ウォームホイール38及びウォームギヤ37を介してステアリングコラム軸14に伝達される。
【0092】
前記回転阻止手段13の構成を説明する。前記ステアリングコラム軸14は、ステアリングコラム軸ケース36に対し、4つのベアリング39,40,41,42を介して回転可能に支持されている。
【0093】
前記ステアリングホイール1の回転に追従して回転運動する移動体は、ステアリングコラム軸14の下部に径方向に突出させた突起部43により構成されている。
【0094】
前記突起部43と当接することでステアリングホイール1の回転を阻止する阻止体は、図7及び図8に示すように、突起部43を有するステアリングコラム軸14の外周位置にストッパ部材駆動モータ23(アクチュエータ)により回転可能に配置し、前記突起部43とは周方向間隔を介して第1ストッパ面と第2ストッパ面とが形成された凹部44aを有する円筒状ストッパ部材44によって構成されている。
【0095】
なお、ストッパ部材駆動モータ23のモータ軸には、ウォームギヤ45が設けられ、前記円筒状ストッパ部材44には、一体にウォームホイール46が形成される。すなわち、円筒状ストッパ部材44は、ウォームギヤ45及びウォームホイール46を介して、ストッパ部材駆動モータ23により回転方向の位置が制御される。なお、図示していなが円筒状ストッパ部材44の位置を検出するストッパ部材位置センサが、例えば、ストッパ部材駆動モータ23のモータ軸上に設けられている。
【0096】
ここで、回転阻止手段13の基本的な構成は、第3実施例における移動部材22の並進運動を突起部43の回転運動に置き換えた場合と同様であるため、回転許容範囲設定作用については、第3実施例と同様な作用を示す。
【0097】
次に、効果を説明する。
この第6実施例の車両用操舵装置にあっては、第1実施例の(1),(2),(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【0098】
(9) 移動体は、ステアリングホイール1の回転とともに回転し、阻止体は移動体の回転運動を制限するため、運転者が操作する操作部に僅かに軸方向及び径方向のスペースがあれば、ステアリングホイール1の回転許容範囲を自由に設定できる移動体と阻止体とを設置することができる。
【0099】
(10) 移動体は、ステアリングホイール1に連結されたステアリングコラム軸14上に設けた突起部43であり、阻止体は、前記突起部43を有するステアリングコラム軸14の外周位置にストッパ部材駆動モータ23により回転可能に配置し、前記突起部43とは周方向間隔を介して第1ストッパ面と第2ストッパ面とが形成された凹部44aを有する円筒状ストッパ部材44によって構成したため、円筒状ストッパ部材44を停止固定すれば適宜の位置で右操舵と左操舵をロックでき、例えば、縁石との接触等、転舵機構部の転舵限界以外の位置でロック感を発生させる場合には、短い時間で実現することができると共に、運転席周りの造形、レイアウト等でステアリングホイール1を備えた操作部を軸方向にも径方向にもコンパクトに配置したい場合に有効である。
【0100】
以上、本発明の車両用操舵装置を第1実施例〜第6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。
【0101】
第1実施例、第2実施例、第3実施例、第6実施例ではトルクセンサ3を明示し、第4実施例と第5実施例ではトルクセンサ3を明示していないが、第4実施例及び第5実施例においてもステアリングコラム軸上にトルクセンサ3を配置することができる。これによって、移動体が拘束された状態になりステアリングホイールの角度変化が拘束されたとしても、運転者の操舵トルクの情報がトルクセンサ3から出力されるため、それに基づいて操向輪の転舵角の制御を継続することも可能である。
【0102】
また、移動体と阻止体に打音が発生する場合に、移動体とストッパの間に緩衝材を設けると良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図2】第1実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段の詳細な構成を示す断面図である。
【図3】第2実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段の詳細な構成を示す断面図である。
【図4】第3実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段の詳細な構成を示す断面図である。
【図5】第4実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段の詳細な構成を示す断面図である。
【図6】第5実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段の詳細な構成を示す断面図である。
【図7】第6実施例の車両用操舵装置における回転阻止手段の詳細な構成を示す断面図である。
【図8】第6実施例装置の回転阻止手段における円筒状ストッパ部材を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 ステアリングホイール
2 反力アクチュエータ
3 トルクセンサ
4 操作角センサ
5 操向輪
6 伝達部
7 ステアリングギア
8 転舵アクチュエータ
9 転舵角センサ
10 操舵コントローラ
11 車速センサ
12 ロードセル
13 回転阻止手段
14 ステアリングコラム軸
14a ボールねじ溝
15 円筒ケース
15a 1スライドガイド孔
16 上部エンドプレート
17 下部フランジ
18,19 ベアリング
21 ボールねじナット
22 移動部材(移動体)
22a ストッパ部
23 ストッパ部材駆動モータ(アクチュエータ)
24 逆ピッチねじ部材
24a 第1ねじ部
24b 第2ねじ部
25R 第1ストッパ部材(阻止体)
25L 第2ストッパ部材(阻止体)
26 ストッパ部材位置センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle steering apparatus that can operate an operation unit operated by a driver and a steering unit that steers wheels without mechanical coupling. The above belongs to the technical field of preventing operation.
[0002]
[Prior art]
A conventional steer-by-wire type vehicle steering system includes a moving
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-10-194152 (FIG. 1).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional vehicle steering system, since the moving amount until the moving body contacts the blocking unit is fixed, the moving amount cannot be changed during traveling, and for example, the steering angle and the steering angle can be changed. Despite the change in the relationship, there is a problem in that the locked position of the steering wheel is always the same, causing a sense of incongruity.
[0005]
By the way, the separation type steering device as described in the conventional source takes advantage of the advantage that the correspondence between the steering angle of the steering wheel and the operation amount of the steering actuator can be set without any mechanical restrictions. There is a demand that the relationship between the operation angle of the steering wheel and the turning angle of the wheel be changed in accordance with the running state of the vehicle, such as the level of the vehicle speed, the degree of turning, and the presence or absence of acceleration / deceleration.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problem, and sets a lock position without a sense of incongruity according to a correspondence relationship between a steering angle of a steering wheel changed according to a running state and an operation amount of a turning actuator. It is an object of the present invention to provide a vehicle steering device capable of performing the above-described operation.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention,
The operation unit operated by the driver and the steering unit that steers the wheels can be operated without mechanical coupling, and moves and moves following the rotation of the steering wheel of the operation unit. In a vehicle steering system including a moving body and a blocking body that abuts or engages with the blocking body to prevent rotation of the steering wheel,
The blocking body is provided with an actuator that can change the lock position of the steering wheel by making the position of the blocking body movable.
[0008]
【The invention's effect】
Therefore, in the vehicle steering system according to the present invention, the blocking body that abuts or engages with the moving body that moves and moves following the rotation of the steering wheel, prevents the rotation of the steering wheel. An actuator that changes the lock position of the steering wheel by making the body position movable is provided, so that it is possible to change the steering angle of the steering wheel, which is changed according to the running state, and the operation amount of the steering actuator. It is possible to set the lock position without a sense of incongruity.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment for realizing a vehicle steering system according to the present invention will be described based on first to sixth embodiments shown in the drawings.
[0010]
(First embodiment)
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an overall system diagram showing a vehicle steering system according to a first embodiment. In FIG. 1, 1 is a steering wheel, 2 is a reaction force actuator, 3 is a torque sensor (steering torque detection unit), 4 is an operation angle sensor, 5 is a steered wheel, 6 is a transmission unit, 7 is a steering gear, and 8 is A turning actuator, 9 is a turning angle sensor, 10 is a steering controller, 11 is a vehicle speed sensor, 12 is a load cell, 13 is a rotation preventing means, and 14 is a steering column shaft.
[0011]
The steering system unit (operation unit) including the
[0012]
Explaining the configuration of the steering system unit, a
[0013]
Explaining the configuration of the steering system unit, a
[0014]
The configuration of the steering control system will be described. The
[0015]
The
[0016]
FIG. 2 is a sectional view showing the detailed configuration of the
[0017]
The configuration of the
[0018]
A
[0019]
The blocking body that prevents rotation of the
[0020]
That is, when the reverse
[0021]
Further, in order to set the
[0022]
Next, the operation will be described.
[0023]
[Issues in the separation type steering system]
BACKGROUND ART Conventionally, a steering wheel as an operation unit operated by a driver is arranged without being mechanically connected to a steering mechanism for steering wheels, and an actuator is arranged on the steering mechanism. The separation type is configured to operate based on the operation direction and the steering angle of the wheel, to add a steering angle corresponding to the steering angle of the steering wheel to the steering mechanism, and to perform the steering according to the operation of the steering wheel. Steering devices have been proposed.
[0024]
In such a separation type steering device, the correspondence between the steering angle of the steering wheel and the operation amount of the steering actuator can be set without any mechanical restriction. For example, there is an advantage that the steering characteristic can be flexibly changed according to the running state of the automobile, and the degree of freedom in designing the steering characteristic is improved.
[0025]
However, in the current vehicle in which the operation unit and the steering mechanism are mechanically coupled, the steering wheel experiences the so-called lock feeling that was experienced when the steering mechanism was in a terminal state and could not be steered. In order to express the mechanism in a mechanism that is not mechanically connected to the steering mechanism, some means is required.
[0026]
In a separate type steering device, it has been proposed to dispose an electric motor in order to apply an appropriate reaction force to a steering wheel, and a sense of lock is created by rapidly increasing the reaction force generated by the electric motor. It is also possible.
[0027]
However, in order to obtain a lock feeling equivalent to that of a steering device with current mechanical connection, several times the reaction force generated as a steering reaction force during normal running is necessary, and a large torque is required to create a lock feeling. It is necessary to mount a motor that can generate the motor.
[0028]
Therefore, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-194152, a movable body that can move following the rotation of a column that is linked to the rotation of a steering wheel is prevented from being set with an allowable movement amount of the movable body. Devices have been proposed that limit by contacting the body.
[0029]
As described above, such a separate type steering device takes advantage of the advantage that the correspondence between the steering angle of the steering wheel and the operation amount of the steering actuator can be set without being subject to mechanical restrictions. The relationship between the operating angle of the steering wheel and the turning angle of the wheel may be changed depending on the running state of the vehicle, such as the height, the degree of turning, and the presence or absence of acceleration / deceleration.
[0030]
However, in the steering apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-194152, the amount of movement until the moving body comes into contact with the blocking body is fixed, and therefore cannot be changed during traveling. Despite the fact that the relationship between the angle and the steering angle is changed, a feeling of incongruity arises because the lock position of the steering wheel is always the same.
[0031]
[Rotation tolerance setting action]
For example, a steering gear ratio (= operation angle of
[0032]
At low speeds, small turns are often required. Therefore, the steering gear ratio is reduced so that the steered wheels 5, 5 are steered by a small amount of operation on the
[0033]
In this case, at a low speed, a small steering wheel steering angle reaches a mechanical steering limit on the steering mechanism side, so that it is necessary to generate a locked state at a small steering wheel steering angle, and at a high speed, a large steering wheel steering angle. It is necessary to cause a lock state to occur.
[0034]
Therefore, the locking position of the
Specifically, on the low speed side, the allowable rotation range of the
[0035]
As a result, it is possible to set a lock position without a sense of incongruity according to the correspondence between the steering angle of the
[0036]
Next, effects will be described.
In the vehicle steering system according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
[0037]
(1) The operation unit operated by the driver and the steering unit that steers the wheels can be operated without mechanical coupling, and can follow the rotation of the
[0038]
(2) Since the moving body is located downstream from the
[0039]
(3) The moving body uses the translation of the rotation of the
[0040]
(4) The moving body is a moving
[0041]
(Second embodiment)
The second embodiment is an example in which a lock position for right steering and a lock position for left steering can be set independently. Since the overall configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, illustration and description are omitted.
[0042]
FIG. 3 is a sectional view showing a detailed configuration of the rotation preventing means 13 in the vehicle steering system of the second embodiment. In FIG. 3, 2 is a reaction force actuator, 3 is a torque sensor, 13 is a rotation preventing means, and 14 is a steering column shaft.
[0043]
The configuration of the rotation preventing means 13 will be described. An
[0044]
A
[0045]
The stoppers that prevent the rotation of the
[0046]
That is, when the
[0047]
Further, in order to set the
[0048]
Next, the operation will be described.
[0049]
[Rotation tolerance setting action]
In the second embodiment, the stopper
[0050]
For example, in a state in which the vehicle is slightly steered and comes into contact with a curb in order to park on a road shoulder, the steering device with the current mechanical connection may not be able to turn to the right or left. In order to reproduce that state with a steering device without mechanical coupling, it is necessary to create a state in which the
[0051]
Next, effects will be described.
In the vehicle steering system according to the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1), (2), and (3) of the first embodiment.
[0052]
(5) The moving body is a moving
[0053]
(Third embodiment)
The third embodiment is an example in which one
[0054]
FIG. 4 is a sectional view showing the detailed configuration of the rotation preventing means 13 in the vehicle steering system according to the third embodiment. In FIG. 4,
[0055]
The configuration of the rotation preventing means 13 will be described. An
[0056]
A
[0057]
The stopper that abuts the
[0058]
For example, when the
[0059]
Further, in order to set the
[0060]
Next, the operation will be described.
[0061]
[Rotation tolerance setting action]
The third embodiment has a structure in which one
[0062]
In this configuration, since the position of the
[0063]
To reduce the clearance between both surfaces of the
[0064]
Since the
[0065]
Next, effects will be described.
In the vehicle steering system according to the third embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1), (2), and (3) of the first embodiment.
[0066]
(6) The moving body is a moving
[0067]
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment is an example effective when the length in the steering axis direction is shortened. The overall configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1 except that the rotation preventing means 13 is arranged orthogonally to the steering
[0068]
FIG. 5 is a sectional view showing a detailed configuration of the rotation preventing means 13 in the vehicle steering system according to the fourth embodiment. In FIG. 5, 27 is a worm gear, 28 is a worm wheel, 29 is a steering lock shaft, 30 is a steering column shaft case, and 31 is a steering lock shaft case. The
[0069]
The configuration of the rotation preventing means 13 will be described. A steering
[0070]
A
[0071]
The blocking body that prevents rotation of the
[0072]
That is, when the reverse
[0073]
Further, in order to set the
[0074]
Next, the operation will be described.
[0075]
In the first to third embodiments, since the moving
[0076]
That is, the rotation of the
[0077]
Therefore, in the fourth embodiment, the moving
[0078]
Next, effects will be described.
In the vehicle steering system according to the fourth embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1), (2), and (3) of the first embodiment.
[0079]
(7) The moving body is a moving member provided by screwing a
[0080]
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment is an example in which the blocking body of the fourth embodiment has the structure of the third embodiment capable of coping with both the right lock and the left lock. The overall configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1 except that the rotation preventing means 13 is arranged orthogonally to the steering
[0081]
FIG. 6 is a sectional view showing the detailed configuration of the rotation preventing means 13 in the vehicle steering system according to the fifth embodiment. In FIG. 6, 27 is a worm gear, 28 is a worm wheel, 29 is a steering lock shaft, 30 is a steering column shaft case, and 31 is a steering lock shaft case. The
[0082]
The configuration of the rotation preventing means 13 will be described. A steering
[0083]
A
[0084]
The stopper that abuts the
[0085]
For example, when the
[0086]
Further, in order to set the
[0087]
Here, since the basic configuration of the rotation preventing means 13 is the same as that of the third embodiment, the operation of setting the allowable rotation range is the same as that of the third embodiment.
[0088]
Next, effects will be described.
In the vehicle steering system according to the fifth embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1), (2), and (3) of the first embodiment.
[0089]
(8) The moving body is a moving member provided by screwing a
[0090]
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment is an example in which the lock position of the
[0091]
FIG. 7 is a sectional view showing a detailed configuration of the rotation preventing means 13 in the vehicle steering system of the sixth embodiment. In FIG. 7, 2 is a reaction force actuator, 3 is a torque sensor, 13 is a rotation preventing means, 14 is a steering column shaft, 36 is a steering column shaft case, 37 is a worm gear, and 38 is a worm wheel. The output of the
[0092]
The configuration of the rotation preventing means 13 will be described. The
[0093]
The moving body that rotates in accordance with the rotation of the
[0094]
As shown in FIG. 7 and FIG. 8, the stopper for stopping the rotation of the
[0095]
A
[0096]
Here, the basic configuration of the rotation preventing means 13 is the same as the case where the translational movement of the moving
[0097]
Next, effects will be described.
In the vehicle steering system according to the sixth embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1), (2), and (3) of the first embodiment.
[0098]
(9) The moving body rotates with the rotation of the
[0099]
(10) The moving body is a
[0100]
As described above, the vehicle steering system according to the present invention has been described based on the first to sixth embodiments. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and each of the claims is described below. Changes and additions to the design are permitted without departing from the spirit of the claimed invention.
[0101]
In the first, second, third, and sixth embodiments, the
[0102]
Needless to say, when a hitting sound is generated between the moving body and the blocking body, a cushioning material may be provided between the moving body and the stopper.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram showing a vehicle steering system according to a first embodiment.
FIG. 2 is a sectional view showing a detailed configuration of a rotation preventing means in the vehicle steering system of the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of a rotation preventing unit in a vehicle steering system according to a second embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of a rotation preventing means in a vehicle steering system according to a third embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a detailed configuration of a rotation preventing unit in a vehicle steering system according to a fourth embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of a rotation preventing unit in a vehicle steering system according to a fifth embodiment.
FIG. 7 is a sectional view showing a detailed configuration of a rotation preventing means in a vehicle steering system according to a sixth embodiment.
FIG. 8 is a perspective view showing a cylindrical stopper member in the rotation preventing means of the sixth embodiment device.
[Explanation of symbols]
1 Steering wheel
2 Reaction force actuator
3 Torque sensor
4 Operation angle sensor
5 Steering wheels
6 Transmission unit
7 Steering gear
8 Steering actuator
9 Steering angle sensor
10 Steering controller
11 Vehicle speed sensor
12 Load cell
13 Anti-rotation means
14 Steering column shaft
14a Ball screw groove
15 Cylindrical case
16 Upper end plate
17 Lower flange
18,19 Bearing
21 Ball screw nut
22 Moving member (moving body)
22a Stopper part
23 Stopper member drive motor (actuator)
24 Reverse pitch screw member
24a 1st thread part
24b 2nd thread
25R First stopper member (blocking body)
25L 2nd stopper member (blocking body)
26 Stopper member position sensor
Claims (10)
前記阻止体に、阻止体の位置を移動可能とすることによりステアリングホイールのロック位置を可変にするアクチュエータを設けたことを特徴とする車両用操舵装置。The operation unit operated by the driver and the steering unit that steers the wheels can be operated without mechanical coupling, and moves and moves following the rotation of the steering wheel of the operation unit. In a vehicle steering system including a moving body and a blocking body that abuts or engages with the blocking body to prevent rotation of the steering wheel,
A steering apparatus for a vehicle, wherein an actuator is provided on the blocking body so that the position of the blocking body can be moved to change the lock position of the steering wheel.
前記移動体は、ステアリングホイールから見て、運転者の操舵トルク検出部より下流に設置したことを特徴とする車両用操舵装置。The vehicle steering system according to claim 1,
The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the moving body is installed downstream of a driver's steering torque detector when viewed from a steering wheel.
前記移動体は、ステアリングホイールの回転を並進運動とし、阻止体は移動体の並進方向運動を制限することを特徴とする車両用操舵装置。In the vehicle steering device according to claim 1 or 2,
The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the moving body controls the rotation of the steering wheel as a translational motion, and the blocking body limits the translational motion of the moving body.
前記移動体は、ステアリングホイールに連結されたステアリングコラム軸に対しねじ螺合により設けた移動部材であり、
前記阻止体は、1つのアクチュエータにより回転されるピッチ方向が互いに逆の第1ねじ部と第2ねじ部が形成された逆ピッチねじ部材を、前記移動部材の外周位置にステアリングコラム軸と平行に配置し、前記第1ねじ部に螺合された第1ストッパ部材と、前記第2ねじ部に螺合された第2ストッパ部材と、によって構成したことを特徴とする車両用操舵装置。The vehicle steering system according to any one of claims 1 to 3,
The moving body is a moving member provided by screwing a steering column shaft connected to a steering wheel,
The blocking body includes a reverse pitch screw member formed with a first screw portion and a second screw portion having opposite pitch directions rotated by one actuator, and is provided at an outer peripheral position of the moving member in parallel with a steering column axis. A steering apparatus for a vehicle, comprising: a first stopper member disposed and screwed to the first screw portion; and a second stopper member screwed to the second screw portion.
前記移動体は、ステアリングホイールに連結されたステアリングコラム軸に対しねじ螺合により設けた移動部材であり、
前記阻止体は、2つのアクチュエータによりそれぞれ回転される第1ねじ部材と第2ねじ部材を、前記移動部材の外周位置にステアリングコラム軸と平行に配置し、前記第1ねじ部材に螺合された第1ストッパ部材と、前記第2ねじ部材に螺合された第2ストッパ部材と、によって構成したことを特徴とする車両用操舵装置。The vehicle steering system according to any one of claims 1 to 3,
The moving body is a moving member provided by screwing a steering column shaft connected to a steering wheel,
The blocking body has a first screw member and a second screw member that are respectively rotated by two actuators arranged at an outer peripheral position of the moving member in parallel with a steering column axis, and screwed to the first screw member. A vehicle steering device comprising a first stopper member and a second stopper member screwed to the second screw member.
前記移動体は、ステアリングホイールに連結されたステアリングコラム軸に対しねじ螺合により設けた移動部材であり、
前記阻止体は、1つのアクチュエータにより回転されるねじ部材を、前記移動部材の外周位置にステアリングコラム軸と平行に配置し、前記ねじ部材に螺合すると共に、第1ストッパ面と第2ストッパ面とを有する1つのストッパ部材によって構成したことを特徴とする車両用操舵装置。The vehicle steering system according to any one of claims 1 to 3,
The moving body is a moving member provided by screwing a steering column shaft connected to a steering wheel,
The blocking body includes a screw member rotated by one actuator, which is disposed at an outer peripheral position of the moving member in parallel with a steering column axis, and is screwed to the screw member, and has a first stopper surface and a second stopper surface. A steering device for a vehicle, comprising a single stopper member having the following.
前記移動体は、ステアリングホイールに連結されたステアリングコラム軸とは直交する方向に回転伝達機構を介して配置されたステアリングロック軸に対しねじ螺合により設けた移動部材であり、
前記阻止体は、1つのアクチュエータにより回転されるピッチ方向が互いに逆の第1ねじ部と第2ねじ部が形成された逆ピッチねじ部材を、前記移動部材の外周位置にステアリングロック軸と平行に配置し、前記第1ねじ部に螺合された第1ストッパ部材と、前記第2ねじ部に螺合された第2ストッパ部材と、によって構成したことを特徴とする車両用操舵装置。The vehicle steering system according to any one of claims 1 to 3,
The moving body is a moving member provided by screwing a steering lock shaft arranged via a rotation transmission mechanism in a direction orthogonal to a steering column shaft connected to a steering wheel,
The blocking body includes a reverse pitch screw member formed with a first screw portion and a second screw portion whose pitch directions rotated by one actuator are opposite to each other, and is provided at an outer peripheral position of the moving member in parallel with a steering lock shaft. A steering apparatus for a vehicle, comprising: a first stopper member disposed and screwed to the first screw portion; and a second stopper member screwed to the second screw portion.
前記移動体は、ステアリングホイールに連結されたステアリングコラム軸とは直交する方向に回転伝達機構を介して配置されたステアリングロック軸に対しねじ螺合により設けた移動部材であり、
前記阻止体は、1つのアクチュエータにより回転されるねじ部材を、前記移動部材の外周位置にステアリングコラム軸と平行に配置し、前記ねじ部材に螺合すると共に、第1ストッパ面と第2ストッパ面とを有する1つのストッパ部材によって構成したことを特徴とする車両用操舵装置。The vehicle steering system according to any one of claims 1 to 3,
The moving body is a moving member provided by screwing a steering lock shaft arranged via a rotation transmission mechanism in a direction orthogonal to a steering column shaft connected to a steering wheel,
The blocking body includes a screw member rotated by one actuator, which is disposed at an outer peripheral position of the moving member in parallel with a steering column axis, and is screwed to the screw member, and has a first stopper surface and a second stopper surface. A steering device for a vehicle, comprising a single stopper member having the following.
前記移動体は、ステアリングホイールの回転とともに回転し、阻止体は移動体の回転運動を制限することを特徴とする車両用操舵装置。In the vehicle steering device according to claim 1 or 2,
The moving body rotates together with the rotation of a steering wheel, and the blocking body restricts the rotational movement of the moving body.
前記移動体は、ステアリングホイールに連結されたステアリングコラム軸上に設けた突起部であり、
前記阻止体は、前記突起部を有するステアリングコラム軸の外周位置に前記アクチュエータにより回転可能に配置し、前記突起部とは周方向間隔を介して第1ストッパ面と第2ストッパ面とが形成された凹部を有する円筒状ストッパ部材によって構成したことを特徴とする車両用操舵装置。The vehicle steering system according to claim 9,
The moving body is a projection provided on a steering column shaft connected to a steering wheel,
The blocking body is rotatably arranged by the actuator at an outer peripheral position of a steering column shaft having the protrusion, and a first stopper surface and a second stopper surface are formed with the protrusion at a circumferential interval. A vehicle steering device comprising a cylindrical stopper member having a concave portion.
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