JP2004249934A

JP2004249934A - Steering device for vehicle

Info

Publication number: JP2004249934A
Application number: JP2003044647A
Authority: JP
Inventors: Tadatsugu Tamamasa; 忠嗣玉正; Hiroshi Mori; 宏毛利; Masahiro Kubota; 正博久保田; Ryota Shirato; 良太白土; Yasuyuki Sonoda; 恭幸園田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device for a vehicle capable of setting a lock position without unnatural feeling according to correspondence relation of a steering angle of a steering wheel changed according to a traveling state and operating amount of a steering actuator. <P>SOLUTION: This steering device is provided with an operation part operated by a driver, a steering part for steering a wheel, a mobile body which can be operated in no mechanically coupling state and performs a moving motion by following rotation of the steering wheel 1 of the operation part, and a preventing body for preventing rotation of the steering wheel 1 by abutting or engaging on/to the mobile body. The preventing body is provided with an actuator for varying the lock position of the steering wheel 1 by making the position of the preventing body movable. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

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
１５ａ１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 body 40 that can move following a rotation of a column 20 that is interlocked with a rotation of a steering wheel 2 that is not mechanically connected to a steering mechanism 1. In addition, two blocking portions 41 and 42 are provided to abut on the moving body 40 and set the allowable movement amount of the moving body 40, so that the allowable rotation amount of the steering wheel 2 to the left and right with respect to the neutral position is set. (For example, see Patent Document 1).
[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 steering wheel 1 and the steering system unit (steering unit) including the steering gear 7 are configured by independent units that are not mechanically connected. . Then, the steering control system drives and controls the reaction force actuator 2 and the rotation preventing means 13 of the steering system unit and the steering actuator 8 of the steering system unit.
[0012]
Explaining the configuration of the steering system unit, a steering column shaft 14 having a short shaft length and rotating integrally with the steering wheel 1 is connected to the steering wheel 1 which is operation means by a driver. On the steering column shaft 14, an operation angle sensor 4 for detecting the amount of operation of the steering wheel 1, a torque sensor 3 for detecting the steering torque, and a steering sensor A rotation preventing means 13 for preventing rotation and setting an allowable rotation range of the steering wheel 1 and a reaction force actuator 2 by a motor for applying an operation reaction force to the steering wheel 1 are provided.
[0013]
Explaining the configuration of the steering system unit, a steering actuator 8 that applies an output for operating the steering gear 7 is connected to a steering gear 7 that steers the steered wheels 5, 5. At the left and right positions of the steering gear 7, transmission units 6, 6 for transmitting the force from the steering gear 7, and the steered wheels 5, 5, which are steered by the force input via the transmission units 6, 6, are provided. And are provided.
[0014]
The configuration of the steering control system will be described. The steering controller 10 controls the steering actuator so that the target steering angle is calculated based on the steering angle of the steering wheel 1 and the running state of the vehicle (for example, the vehicle speed). A steering control unit that drives and controls the steering wheel 8; a steering control unit that calculates a control amount for generating an appropriate operation reaction force during steering and outputs a drive command to the reaction force actuator 2; A rotation prevention control unit that outputs a drive command for performing setting control (variable lock position control) of the rotation allowable range to the rotation prevention unit 13.
[0015]
The steering controller 10 receives signals from a torque sensor 3, an operation angle sensor 4, a steering angle sensor 9, a vehicle speed sensor 11, a load cell 12, and a stopper member position sensor 26 described later. A predetermined drive control command is output from the steering controller 10 to the reaction force actuator 2 and the rotation preventing means 13 of the steering system unit and the steering actuator 8 of the steering system unit during steering.
[0016]
FIG. 2 is a sectional view showing the detailed configuration of the rotation preventing means 13 in the vehicle steering system of the first embodiment. In FIG. 2, 1 is a steering wheel, 2 is a reaction force actuator, 3 is a torque sensor, 13 is a rotation preventing means, and 14 is a steering column shaft.
[0017]
The configuration of the rotation preventing means 13 will be described. An upper end plate 16 is fixed to an upper opening position of a cylindrical case 15 in which the steering column shaft 14 is disposed at a center axis position, and a lower flange 17 is fixed to a lower opening position. The steering column shaft 14 is rotatably supported at its upper and lower positions via two bearings 18 and 19.
[0018]
A ball screw groove 14a is formed on the steering column shaft 14 to a required extent, and a ball screw nut 21 is screwed into the ball screw groove 14a via a number of balls (not shown). A moving member 22 (moving body) that moves following the rotation of the steering wheel 1 is fixed to the ball screw nut 21. Further, the movable member 22 is formed with one stopper portion 22a that projects through a slide guide hole 15a that is opened in the axial direction with respect to the cylindrical case 15.
[0019]
The blocking body that prevents rotation of the steering wheel 1 by contacting the stopper portion 22a of the moving member 22 includes a first screw portion 24a that is rotated by one stopper member driving motor 23 (actuator) and whose pitch directions are opposite to each other. A reverse pitch screw member 24 formed with a second screw portion 24b and an outer peripheral position of the moving member 22 in parallel with the steering column shaft 14, and a first stopper member screwed to the first screw portion 24a. 25R, and a second stopper member 25L screwed to the second screw portion 24b.
[0020]
That is, when the reverse pitch screw member 24 is rotated by the stopper member drive motor 23, the distance between the first stopper member 25R and the second stopper member 25L becomes larger or smaller by the same amount around the neutral position. To move.
[0021]
Further, in order to set the first stopper member 25R and the second stopper member 25L to the target positions by one stopper member driving motor 23, it is necessary to know the positions of the two stopper members 25R and 25L. At the upper end position of the reverse pitch screw member 24, a stopper member position sensor 26 is provided.
[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 steering wheel 1 / steering angle of steering wheels 5, 5), which is a relationship between the operation angle of steering wheel 1 and the steering angle of steered wheels 5, 5 according to the vehicle speed. Consider changing the
[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 steering wheel 1. It is often proposed to increase the steering gear ratio so that the change does not become too large.
[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 steering wheel 1 is determined according to the vehicle speed, and the position control of the first stopper member 25R and the second stopper member 25L is performed by the stopper member driving motor 23 so that the locking position can be realized. I do.
Specifically, on the low speed side, the allowable rotation range of the steering wheel 1 due to the distance between the first stopper member 25R and the second stopper member 25L is set narrow, and on the high speed side, the first stopper member 25R and the second The rotation allowable range of the steering wheel 1 based on the distance from the stopper member 25L is set wide.
[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 steering wheel 1 changed according to the vehicle speed and the operation amount of the turning actuator 8.
[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 steering wheel 1 of the operation unit. In a vehicle steering system including a moving body that moves and moves, and a blocking body that abuts or engages with the blocking body to prevent rotation of the steering wheel 1, a position of the blocking body can be moved to the blocking body. Therefore, since the actuator for changing the lock position of the steering wheel 1 is provided, there is no sense of incongruity according to the correspondence between the steering angle of the steering wheel 1 changed according to the traveling state and the operation amount of the steering actuator 8. Lock position can be set.
[0038]
(2) Since the moving body is located downstream from the torque sensor 3 that detects the driver's steering torque when viewed from the steering wheel 1, the position of the blocking body cannot be temporarily changed, and the operation of the steering wheel 1 is not possible. Even if the angle is limited to a small range or the operation angle becomes zero in some cases, the steering angle of the steered wheels 5, 5 can be controlled by using the steering torque as an input signal.
[0039]
(3) The moving body uses the translation of the rotation of the steering wheel 1 and the blocking body limits the translational movement of the moving body. Therefore, if there is a slight axial space in the operation unit operated by the driver, In addition, it is possible to install a moving body and a blocking body that can freely set the allowable rotation range of the steering wheel 1.
[0040]
(4) The moving body is a moving member 22 provided by screwing to a steering column shaft 14 connected to the steering wheel 1, and the stopping body is a pitch rotated by one stopper member driving motor 23. A reverse pitch screw member 24 having a first screw portion 24a and a second screw portion 24b whose directions are opposite to each other is formed at an outer peripheral position of the moving member 22 in parallel with the steering column shaft 14, and the first screw portion is formed. The first stopper member 25R screwed to the second screw portion 24a and the second stopper member 25L screwed to the second screw portion 24b make it possible to provide only one stopper member drive motor 23 in terms of cost. With an advantageous structure, a moving body and a blocking body that can freely set the allowable rotation range of the steering wheel 1 can be provided.
[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 upper end plate 16 is fixed to an upper opening position of a cylindrical case 15 in which the steering column shaft 14 is disposed at a center axis position, and a lower flange 17 is fixed to a lower opening position. The steering column shaft 14 is rotatably supported at its upper and lower positions via two bearings 18 and 19.
[0044]
A ball screw groove 14a is formed on the steering column shaft 14 to a required extent, and a ball screw nut 21 is screwed into the ball screw groove 14a via a number of balls (not shown). A moving member 22 (moving body) that moves following the rotation of the steering wheel 1 is fixed to the ball screw nut 21. Further, the moving member 22 has two first stopper portions 22L that protrude through the first slide guide hole 15L and the second slide guide hole 15R that are opened in the axial direction with respect to the cylindrical case 15. Two stopper portions 22R are formed.
[0045]
The stoppers that prevent the rotation of the steering wheel 1 by contacting the stopper portions 22L and 22R of the moving member 22 include two first stopper member drive motors 23L (actuators) and a second stopper member drive motor 23R (actuators). The first screw member 24L and the second screw member 24R respectively rotated by the first and second screw members 24R and 24R are arranged at the outer peripheral position of the moving member 22 in parallel with the steering column shaft 14, and the first stopper screwed to the first screw member 24L It is composed of a member 25L and a second stopper member 25R screwed to the second screw portion 24R.
[0046]
That is, when the first screw member 24L is rotated by the first stopper member driving motor 23L, the first stopper member 25L is moved, and when the second screw member 24R is rotated by the second stopper member driving motor 23R, the second stopper is rotated. The member 25R moves.
[0047]
Further, in order to set the first stopper member 25L and the second stopper member 25R to the target positions by the two stopper member drive motors 23L and 23R, it is necessary to grasp the positions of the stopper members 25L and 25R. Therefore, the first stopper member position sensor 26L is provided at the upper end position of the first screw member 24L, and the second stopper member position sensor 26R is provided at the upper end position of the second screw member 24R. I have.
[0048]
Next, the operation will be described.
[0049]
[Rotation tolerance setting action]
In the second embodiment, the stopper member driving motors 23L and 23R, the screw members 24L and 24R, the stopper members 25L and 25R, the stopper member positions so that the lock position for right steering and the lock position for left steering can be set independently. Two systems of sensors 26L and 26R are set. That is, the difference from the first embodiment lies in that the lock position for right steering and the lock position for left steering can be set asymmetrically with respect to the neutral position.
[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 steering wheel 1 cannot be steered to the right or left while being deviated from the neutral position. In such a case, the second embodiment in which the lock position for right steering and the lock position for left steering can be set asymmetrically with respect to the neutral position is effective.
[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 member 22 provided by screwing the steering column shaft 14 connected to the steering wheel 1 with a screw. The blocking body includes two first stopper member driving motors 23L and a second stopper member driving motor 23L. A first screw member 24L and a second screw member 24R that are respectively rotated by a stopper member drive motor 23R are arranged at an outer peripheral position of the moving member 22 in parallel with the steering column shaft 14, and screwed to the first screw member 24L. The first stopper member 25L and the second stopper member 25R screwed to the second screw portion 24R, so that the lock position in right steering and the lock position in left steering are set with respect to the neutral position. It can be set to non-target, for example, when the steering wheel is shifted to the right or left from the neutral position, such as when touching a curb with the rudder slightly turned This is effective when it is necessary to create a state where the wheel 1 cannot be steered.
[0053]
(Third embodiment)
The third embodiment is an example in which one stopper member 25 can cope with both the right lock and the left lock. Since the overall configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, illustration and description are omitted.
[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, reference numeral 2 denotes a reaction force actuator, 3 denotes a torque sensor, 13 denotes a rotation preventing means, and 14 denotes a steering column shaft.
[0055]
The configuration of the rotation preventing means 13 will be described. An upper end plate 16 is fixed to an upper opening position of a cylindrical case 15 in which the steering column shaft 14 is disposed at a center axis position, and a lower flange 17 is fixed to a lower opening position. The steering column shaft 14 is rotatably supported at its upper and lower positions via two bearings 18 and 19.
[0056]
A ball screw groove 14a is formed on the steering column shaft 14 to a required extent, and a ball screw nut 21 is screwed into the ball screw groove 14a via a number of balls (not shown). A moving member 22 (moving body) that moves following the rotation of the steering wheel 1 is fixed to the ball screw nut 21. Further, the movable member 22 is formed with one stopper portion 22a that projects through a slide guide hole 15a that is opened in the axial direction with respect to the cylindrical case 15.
[0057]
The stopper that abuts the stopper portion 22a of the moving member 22 to prevent the rotation of the steering wheel 1 includes a screw member 24 rotated by one stopper member driving motor 23 (actuator) and an outer periphery of the moving member 22. It is arranged at a position parallel to the steering column shaft 14, is screwed to the screw member 24, and is constituted by one stopper member 25 having a first stopper surface 25 a and a second stopper surface 25 b.
[0058]
For example, when the screw member 24 is rotated by the stopper member drive motor 23 in synchronization with the movement of the moving member 22 by steering, the first stopper surface 25a and the second stopper surface 25b and both surfaces of the stopper portion 22a are formed. One stopper member 25 moves while maintaining the clearance therebetween.
[0059]
Further, in order to set the stopper member 25 to the target position by one stopper member drive motor 23, it is necessary to know the position of the stopper member 25. A member position sensor 26 is provided.
[0060]
Next, the operation will be described.
[0061]
[Rotation tolerance setting action]
The third embodiment has a structure in which one stopper member 25 can cope with both the right lock and the left lock, and has the advantage of requiring fewer components than the second embodiment. That is, the steering wheel operation angle is detected by the operation angle sensor 4 and the position of the moving member 22 is calculated from the information. When the motor 23 is controlled to be in the locked state, the stopper member driving motor 23 is controlled so that the moving member 22 and the stopper member 25 come into contact with each other.
[0062]
In this configuration, since the position of the stopper member 25 is controlled so as to be always near the moving member 22, for example, when a sense of lock is generated at a position other than the turning limit of the turning mechanism, such as contact with a curbstone. Can be realized in a short time.
[0063]
To reduce the clearance between both surfaces of the stopper portion 22a of the moving member 22 and the first stopper surface 25a and the second stopper surface 25b so as not to make unnecessary contact, the response of the stopper drive system ( It is better to consider from the steering wheel operating speed including the control dead time, the dynamic characteristic inertia) and the gear ratio, that is, the moving speed of the moving member 22.
[0064]
Since the stopper member 25 can be made lightweight, the influence of the inertia of the movement of the stopper member 25 can be ignored. The turning operation of the steering wheel 1 follows the moving member 22 most severely, and then the steering wheel 1 is quickly operated in one direction, and there is no problem with the start of the steering wheel operation. Finally, the responsiveness of the stopper drive system is determined from experimental values.
[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 member 22 provided by screwing the steering column shaft 14 connected to the steering wheel 1, and the blocking body is a screw rotated by one stopper member driving motor 23. A member 24 is disposed at an outer peripheral position of the moving member 22 in parallel with the steering column shaft 14, and is screwed to the screw member 24, and has one stopper member having a first stopper surface 25a and a second stopper surface 25b. 25, the number of components is smaller than that of the second embodiment, and the right and left steering can be locked at appropriate positions by stopping and fixing the stopper member 25. When a lock feeling is generated at a position other than the turning limit of the mechanism section, it can be realized in a short time.
[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 shaft 14, so that the illustration and description are omitted.
[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 worm gear 27 is provided at an end of the steering column shaft 14. Further, the worm gear 27 and the worm wheel 28 constitute a rotation transmission mechanism that transmits the rotation of the steering column shaft 14 to the orthogonal steering lock shaft 29.
[0069]
The configuration of the rotation preventing means 13 will be described. A steering column shaft case 30 is fixed to one end opening position of the steering lock shaft case 31 in which the steering lock shaft 31 is arranged at the center axis position, and an end plate 32 is fixed to the other end opening position. The steering lock shaft 29 is rotatably supported at three ends of the worm wheel 28 and at a position of the end plate 32 via three bearings 33, 34, 35.
[0070]
A ball screw groove 29a is formed on the steering lock shaft 29 to a necessary extent, and the ball screw nut 21 is screwed into the ball screw groove 29a via a number of balls (not shown). A moving member 22 (moving body) that moves following the rotation of the steering wheel 1 is fixed to the ball screw nut 21. Further, the movable member 22 is formed with one stopper portion 22a that protrudes through a slide guide hole 31a that is opened in the axial direction with respect to the steering lock shaft case 31.
[0071]
The blocking body that prevents rotation of the steering wheel 1 by contacting the stopper portion 22a of the moving member 22 includes a first screw portion 24a that is rotated by one stopper member driving motor 23 (actuator) and whose pitch directions are opposite to each other. And a reverse pitch screw member 24 having a second screw portion 24b formed therein, disposed at an outer peripheral position of the moving member 22 in parallel with the steering lock shaft 29, and a first stopper member screwed to the first screw portion 24a. 25R, and a second stopper member 25L screwed to the second screw portion 24b.
[0072]
That is, when the reverse pitch screw member 24 is rotated by the stopper member drive motor 23, the distance between the first stopper member 25R and the second stopper member 25L becomes larger or smaller by the same amount around the neutral position. To move.
[0073]
Further, in order to set the first stopper member 25R and the second stopper member 25L to the target positions by one stopper member driving motor 23, it is necessary to know the positions of the two stopper members 25R and 25L. A stopper member position sensor 26 is provided at a position on the end plate 32 side of the reverse pitch screw member 24.
[0074]
Next, the operation will be described.
[0075]
In the first to third embodiments, since the moving member 22 that moves in the steering column axial direction is installed on the steering column shaft 14, the length in the steering axial direction is increased. In the embodiment, a moving member 22 that moves in a direction perpendicular to the steering column shaft 14 is arranged.
[0076]
That is, the rotation of the steering column shaft 14 is transmitted to the worm wheel 28 from the worm gear 27 disposed coaxially with the steering column shaft 14, so that the steering lock shaft 29 rotates. Since the basic configuration of the rotation preventing means 13 is the same as that of the first embodiment, the rotation allowable range setting operation shows the same operation as that of the first embodiment.
[0077]
Therefore, in the fourth embodiment, the moving member 22 is provided on the steering lock shaft 29 which is arranged orthogonally to the steering column shaft 14, and the first stopper member 25R and the second stopper member 25L are provided at the outer peripheral position of the moving member 22. Since it is provided, it is effective when the length in the steering axis direction needs to be shortened in shaping, layout, etc. around the driver's seat.
[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 steering lock shaft 29 disposed via a worm gear 27 and a worm wheel 28 in a direction orthogonal to the steering column shaft 14 connected to the steering wheel 1. 22, the blocking member is a reverse pitch screw member 24 formed with a first screw portion 24a and a second screw portion 24b whose pitch directions rotated by one stopper member drive motor 23 are opposite to each other, A first stopper member 25R screwed to the first screw portion 24a and a second stopper member 25L screwed to the second screw portion 24b are arranged at the outer peripheral position of the steering wheel 22 in parallel with the steering lock shaft 29. , So that only one stopper member driving motor 23 is provided, the structure is advantageous in terms of cost and space. A moving body and a blocking body capable of freely setting the allowable rotation range of the aligning wheel 1 can be provided, and the steering wheel 1 can be installed in a case where it is desired to reduce the length in the steering axis direction due to shaping or layout around the driver's seat. Thus, it is possible to achieve a reduction in the length of the operation unit having the steering shaft direction.
[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 shaft 14, so that the illustration and description are omitted.
[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 worm gear 27 is provided at an end of the steering column shaft 14. Further, the worm gear 27 and the worm wheel 28 constitute a rotation transmission mechanism that transmits the rotation of the steering column shaft 14 to the orthogonal steering lock shaft 29.
[0082]
The configuration of the rotation preventing means 13 will be described. A steering column shaft case 30 is fixed to one end opening position of the steering lock shaft case 31 in which the steering lock shaft 31 is arranged at the center axis position, and an end plate 32 is fixed to the other end opening position. The steering lock shaft 29 is rotatably supported at three ends of the worm wheel 28 and at a position of the end plate 32 via three bearings 33, 34, 35.
[0083]
A ball screw groove 29a is formed on the steering lock shaft 29 to a necessary extent, and the ball screw nut 21 is screwed into the ball screw groove 29a via a number of balls (not shown). A moving member 22 (moving body) that moves following the rotation of the steering wheel 1 is fixed to the ball screw nut 21. Further, the movable member 22 is formed with one stopper portion 22a that protrudes through a slide guide hole 31a that is opened in the axial direction with respect to the steering lock shaft case 31.
[0084]
The stopper that abuts the stopper portion 22a of the moving member 22 to prevent the rotation of the steering wheel 1 includes a screw member 24 rotated by one stopper member driving motor 23 (actuator) and an outer periphery of the moving member 22. It is arranged in parallel with the steering lock shaft 29 at a position, is screwed to the screw member 24, and is constituted by one stopper member 25 having a first stopper surface 25a and a second stopper surface 25b.
[0085]
For example, when the screw member 24 is rotated by the stopper member drive motor 23 in synchronization with the movement of the moving member 22 by steering, the first stopper surface 25a and the second stopper surface 25b and both surfaces of the stopper portion 22a are formed. One stopper member 25 moves while maintaining the clearance therebetween.
[0086]
Further, in order to set the stopper member 25 to the target position by one stopper member driving motor 23, it is necessary to know the position of the stopper member 25, so that the screw member 24 is located at the end plate 32 side. Is provided with a stopper member position sensor 26.
[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 steering lock shaft 29 disposed via a worm gear 27 and a worm wheel 28 in a direction orthogonal to the steering column shaft 14 connected to the steering wheel 1. Reference numeral 22 denotes a blocking member, in which a screw member 24 rotated by one stopper member driving motor 23 is arranged at an outer peripheral position of the moving member 22 in parallel with the steering lock shaft 29, and is screwed to the screw member 24. In addition, since it is constituted by one stopper member 25 having the first stopper surface 25a and the second stopper surface 25b, if the stopper member 25 is stopped and fixed, right steering and left steering can be locked at appropriate positions. If a lock feeling is generated at a position other than the turning limit of the turning mechanism, such as contact of In addition to the above, when the length in the steering axis direction is desired to be shortened due to shaping, layout, and the like around the driver's seat, it is possible to achieve a reduction in the length of the operation unit including the steering wheel 1 in the steering axis direction.
[0090]
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment is an example in which the lock position of the steering wheel 1 is freely set by restricting the rotational movement of the moving body by the blocking body. The overall configuration is the same as that of FIG. 1 of the first embodiment except that the positional relationship between the rotation preventing means 13 and the reaction force actuator 2 is different, so that illustration and description are omitted.
[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 reaction force actuator 2 is transmitted to the steering column shaft 14 via the worm wheel 38 and the worm gear 37.
[0092]
The configuration of the rotation preventing means 13 will be described. The steering column shaft 14 is rotatably supported by a steering column shaft case 36 via four bearings 39, 40, 41, 42.
[0093]
The moving body that rotates in accordance with the rotation of the steering wheel 1 is constituted by a projection 43 projecting radially below the steering column shaft 14.
[0094]
As shown in FIG. 7 and FIG. 8, the stopper for stopping the rotation of the steering wheel 1 by abutting on the protrusion 43 is provided at the outer peripheral position of the steering column shaft 14 having the protrusion 43 with the stopper member drive motor 23 ( The projection 43 is constituted by a cylindrical stopper member 44 having a concave portion 44a in which a first stopper surface and a second stopper surface are formed with a circumferential interval therebetween.
[0095]
A worm gear 45 is provided on the motor shaft of the stopper member drive motor 23, and a worm wheel 46 is formed integrally with the cylindrical stopper member 44. That is, the position of the cylindrical stopper member 44 in the rotation direction is controlled by the stopper member drive motor 23 via the worm gear 45 and the worm wheel 46. Although not shown, a stopper member position sensor for detecting the position of the cylindrical stopper member 44 is provided, for example, on the motor shaft of the stopper member drive motor 23.
[0096]
Here, the basic configuration of the rotation preventing means 13 is the same as the case where the translational movement of the moving member 22 in the third embodiment is replaced with the rotational movement of the projection 43, and therefore, the rotation allowable range setting operation is as follows. An operation similar to that of the third embodiment is shown.
[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 steering wheel 1, and the blocking body restricts the rotational movement of the moving body. Therefore, if there is a slight axial and radial space in the operation unit operated by the driver, A movable body and a blocking body that can freely set the allowable rotation range of the steering wheel 1 can be provided.
[0099]
(10) The moving body is a projection 43 provided on the steering column shaft 14 connected to the steering wheel 1, and the blocking body is a stopper member driving motor provided at an outer peripheral position of the steering column shaft 14 having the projection 43. 23 and a cylindrical stopper member 44 having a concave portion 44a in which a first stopper surface and a second stopper surface are formed at a circumferential interval from the protrusion 43. If the member 44 is stopped and fixed, the right steering and the left steering can be locked at appropriate positions. For example, when a lock feeling is generated at a position other than the turning limit of the turning mechanism unit such as contact with a curb, a short time is required. In addition to being able to be realized in a short time, the operation unit equipped with the steering wheel 1 is compact in both the axial direction and the radial direction due to the modeling and layout around the driver's seat. This is effective when you want to place it in
[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 torque sensor 3 is specified, and in the fourth and fifth embodiments, the torque sensor 3 is not specified. Also in the example and the fifth embodiment, the torque sensor 3 can be arranged on the steering column shaft. As a result, even if the moving body is restrained and the change in the angle of the steering wheel is restrained, the information of the driver's steering torque is output from the torque sensor 3, and the steered wheels are steered based on the information. It is also possible to continue controlling the angle.
[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
15a 1 slide guide hole
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

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.

請求項１に記載された車両用操舵装置において、
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.

請求項１または請求項２に記載された車両用操舵装置において、
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.

請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された車両用操舵装置において、
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.

請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された車両用操舵装置において、
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.

請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された車両用操舵装置において、
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.

請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された車両用操舵装置において、
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.

請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された車両用操舵装置において、
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.

請求項１または請求項２に記載された車両用操舵装置において、
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.

請求項９に記載された車両用操舵装置において、
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.