JP2008201343A - Steering device for vehicle - Google Patents

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仁志 岩井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device for a vehicle capable of shortening the time for locking when a system is abnormal while keeping costs. <P>SOLUTION: In the steering device for the vehicle, an operation amount of a steering wheel is converted into an electric signal in such a state that a mechanical connection between the steering wheel and a steering gear box is disconnected, a steering motor provided on the steering gear box is driven to turn the wheels based on the electric signal, and a steering reaction force motor connected to the steering wheel is driven according to the operation amount to impart the steering reaction force to the steering wheel. The steering device for the vehicle is equipped with a clutch mechanism which engages a lock pawl with a lock wheel and mechanically connects the steering wheel with the steering gear box, and a plurality of tooth parts in a circular shape on the surface where the lock wheel is opposed to the tip end part of the lock pawl. The lock pawl is moved from the central side to the radial direction of the lock wheel to be fitted to the tooth part. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、バックアップ機構を備えたステア・バイ・ワイヤ方式の車両用操舵装置の改良技術に関する。   The present invention relates to a technique for improving a steer-by-wire vehicle steering apparatus having a backup mechanism.

従来、一般的な車両用操舵装置としては、ステアリングホイールに転舵機構を連結し、ステアリングホイールの操舵力により転舵機構を介して車輪を転舵させる構成のものが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a general vehicle steering apparatus, a structure in which a steering mechanism is connected to a steering wheel and wheels are steered via the steering mechanism by a steering force of the steering wheel is known.

また、近年、ステアリングホイールから転舵機構を機械的に分離し、操舵量に応じて転舵用アクチュエータが転舵用動力を発生し、この転舵用動力を転舵機構へ伝えることで車輪を転舵させるステア・バイ・ワイヤ式（ｓｔｅｅｒ−ｂｙ−ｗｉｒｅ、以下「ＳＢＷ」と略称する）の車両用操舵装置が知られている。   Also, in recent years, the steering mechanism is mechanically separated from the steering wheel, and the steering actuator generates steering power according to the steering amount, and the wheel is transmitted by transmitting this steering power to the steering mechanism. A steer-by-wire (steer-by-wire, hereinafter abbreviated as “SBW”) vehicle steering apparatus is known.

このような車両用操舵装置では、ステアリングホイールとステアリングギヤボックスとが機械的に接続されていないため、操舵モータが故障するとステアリングホイールを操作しても車輪が転舵されなくなる可能性がある。そこで、システム異常時にも操舵を可能にするためにバックアップシステムを備えたものがある。   In such a vehicle steering apparatus, since the steering wheel and the steering gear box are not mechanically connected, if the steering motor fails, the wheel may not be steered even if the steering wheel is operated. Therefore, there are some equipped with a backup system to enable steering even when the system is abnormal.

このバックアップシステムとして、ステアリングホイールの回転軸と転舵機構の入力軸とを遊星歯車機構（クラッチ）で接続し、この遊星歯車機構の１つの構成歯車をロック部材で回転不能にできるようにして構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。   As this backup system, the rotating shaft of the steering wheel and the input shaft of the steering mechanism are connected by a planetary gear mechanism (clutch), and one constituent gear of this planetary gear mechanism can be made non-rotatable by a lock member. (For example, refer to Patent Document 1).

このバックアップシステムでは、通常は遊星歯車機構の各構成歯車を自由回転可能にすることでステアリングホイールと転舵機構の入力軸とを機械的に分離し、ステア・バイ・ワイヤ式の操舵装置として機能させることができ、ロック部材をソレノイドで駆動して、遊星歯車機構の１つの構成歯車（ロック歯車）をロックして回転不能にすることによりステアリングホイールと転舵機構の入力軸とを機械的に連結し、ステアリングホイールで転舵輪を直接転舵動作させる操舵装置（非ステア・バイ・ワイヤ式の操舵装置）として機能させることができる。また、このバックアップシステムでは、システム停止時もロック部材をロック動作させる。
特開２００５−２９０１６号公報 This backup system normally functions as a steer-by-wire steering device by mechanically separating the steering wheel and the input shaft of the steering mechanism by allowing each component gear of the planetary gear mechanism to freely rotate. And mechanically connecting the steering wheel and the input shaft of the steering mechanism by driving the lock member with a solenoid and locking one component gear (lock gear) of the planetary gear mechanism so as not to rotate. It can be made to function as a steering device (non-steer-by-wire type steering device) that connects and steers the steered wheels directly with the steering wheel. In this backup system, the locking member is locked even when the system is stopped.
JP-A-2005-29016

しかしながら、従来のロック機構では、図５に示すように、外周部に歯部を設けたロック歯車に対して、ロック部材がロック歯車の外周部から移動して嵌合するような構造になっていたため、例えば、ロック歯車が高速で回転している場合には、図６に示すように、ロック歯車の回転により生ずる慣性力の半径方向分力によって、ロック部材を押し戻す力が作用するために、ロック部材がロック歯車によって弾かれ、ロックが掛かるまでに相当に時間を要するという問題があった。また、上記の問題を解決するために、例えば、ロック歯車やロック部材の角の部分をシャープな形状等にするような対策も考えられるが、このような対策を講じても、シャープな形状等にしたロック歯車やロック部材の角の部分に欠けが生じたり、シャープな形状等にするために加工コストがかかるといった問題があった。   However, in the conventional lock mechanism, as shown in FIG. 5, the lock member moves from the outer peripheral portion of the lock gear and is engaged with the lock gear having the tooth portion on the outer peripheral portion. Therefore, for example, when the lock gear is rotating at a high speed, as shown in FIG. 6, a force that pushes back the lock member acts by a radial component of inertia force generated by the rotation of the lock gear. There is a problem that it takes a considerable amount of time for the lock member to be repelled by the lock gear and to be locked. Further, in order to solve the above-mentioned problem, for example, measures such as making the corners of the lock gear and the lock member have a sharp shape, etc. are conceivable. There is a problem that the corners of the lock gear and the lock member thus formed are chipped or that the processing cost is high for making the shape sharp.

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、コストを維持したまま、システムの異常時に、ロックを掛ける時間を短縮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。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that can reduce the time for locking when the system is abnormal while maintaining the cost. To do.

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
（１）本発明は、ステアリングホイールとステアリングギヤボックスとの機械的接続を絶った状態で、ステアリングホイールの操作量を電気信号に変換し、その電気信号に基づいてステアリングギヤボックスに設けた操舵モータを駆動して車輪を転舵するとともに、前記操作量に応じてステアリングホイールに接続した操舵反力モータを駆動して該ステアリングホイールに操舵反力を付与する車両用操舵装置において、ロックホイール（例えば、図３のロックホイール８１に相当）にロック爪（例えば、図３のロック爪８４に相当）を嵌合させて前記ステアリングホイールと前記ステアリングギヤボックスとを機械的に接続するクラッチ機構（例えば、図２の太陽歯車７１、遊星歯車７２、内歯車７３、ロックホイール８１に相当）を備え、前記ロックホイールが前記ロック爪の先端部と対向する面に円周状に複数の歯部を備え、前記ロック爪が前記ロックホイールの半径方向に中心側から移動して、前記歯部に嵌合することを特徴とする車両用操舵装置を提案している。 The present invention proposes the following matters in order to solve the above problems.
(1) The present invention converts a steering wheel operation amount into an electrical signal in a state in which the mechanical connection between the steering wheel and the steering gear box is cut off, and a steering motor provided in the steering gear box based on the electrical signal. In a vehicle steering apparatus that drives a steering reaction force motor connected to a steering wheel according to the operation amount and applies a steering reaction force to the steering wheel according to the operation amount, a lock wheel (for example, 3 (equivalent to the lock wheel 81 of FIG. 3), and a clutch mechanism (for example, which mechanically connects the steering wheel and the steering gear box by fitting a lock claw (for example, equivalent to the lock claw 84 of FIG. 3)). The sun gear 71, the planetary gear 72, the internal gear 73, and the lock wheel 81 of FIG. The lock wheel is provided with a plurality of circumferential teeth on the surface facing the tip of the lock claw, and the lock claw moves from the center side in the radial direction of the lock wheel and fits into the tooth A vehicle steering apparatus is proposed.

この発明によれば、ロックホイールがロック爪の先端部と対向する面に円周状に複数の歯部を備え、ロック爪がロックホイールの半径方向に中心側から移動して、歯部に嵌合する。したがって、図４に示すように、ロックホイールの回転に伴う慣性力の半径方向分力により、ロック爪に対して、ロックホールの歯部に引き込む方向に力が作用する。そのため、例えば、ロックホイールが高速に回転している場合であっても、ロック爪がロックホイールの歯部により弾かれにくくなる。   According to this invention, the lock wheel is provided with a plurality of circumferential teeth on the surface facing the tip of the lock claw, and the lock claw moves from the center side in the radial direction of the lock wheel and fits into the tooth. Match. Therefore, as shown in FIG. 4, a force acts in a direction in which the lock claw is pulled into the tooth portion of the lock hole by the radial component of the inertial force accompanying the rotation of the lock wheel. Therefore, for example, even when the lock wheel is rotating at high speed, the lock claw is less likely to be repelled by the teeth of the lock wheel.

本発明によれば、ロック爪に対して、ロックホールの歯部に引き込む方向に力が作用することから、ロックホイールが高速に回転している場合であっても、ロック爪がロックホイールの歯部により弾かれにくくなり、ロックが掛かるまでの時間が短縮されるという効果がある。また、これに伴い安全性が向上するという効果がある。さらに、本発明によれば、ロック爪に特殊な加工を施さなくても、ロックが掛かるまでの時間が短縮されるため、不要なコストを削減できるという効果がある。   According to the present invention, since a force acts on the lock claw in the direction in which the lock claw is pulled into the tooth portion of the lock hole, even if the lock wheel rotates at a high speed, the lock claw does not move to the teeth of the lock wheel. There is an effect that the time until the lock is applied is shortened. This also has the effect of improving safety. Furthermore, according to the present invention, even if no special processing is applied to the lock claw, the time until the lock is applied is shortened, so that an unnecessary cost can be reduced.

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて、詳細に説明する。
なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that the constituent elements in the present embodiment can be appropriately replaced with existing constituent elements and the like, and various variations including combinations with other existing constituent elements are possible. Therefore, the description of the present embodiment does not limit the contents of the invention described in the claims.

＜車両用操舵装置の構成＞
図１を用いて、本実施形態に係る車両用操舵装置の構成について説明する。
車両用操舵装置１０は、操舵部材としてのステアリングホイール２１から転舵機構３０を機械的に分離し、ステアリングホイール２１の操舵量に応じて転舵用アクチュエータ３８から転舵用動力を発生させ、この転舵用動力を転舵機構３０へ伝えることで、転舵機構３０にて左右の転舵車輪３５，３５を転舵させる、いわゆるステア・バイ・ワイヤ（ＳＢＷ）方式の車両用操舵装置である。 <Configuration of vehicle steering device>
The configuration of the vehicle steering apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
The vehicle steering device 10 mechanically separates the steering mechanism 30 from the steering wheel 21 as a steering member, and generates steering power from the steering actuator 38 according to the steering amount of the steering wheel 21. This is a so-called steer-by-wire (SBW) type vehicle steering apparatus in which the steering mechanism 30 steers the left and right steered wheels 35, 35 by transmitting the steering power to the steering mechanism 30. .

この車両用操舵装置１０の操舵機構２０は、運転者が握るステアリングホイール２１と、ステアリングホイール２１に連結した操舵軸２２と、ステアリングホイール２１の操舵角を検出する舵角センサ２３と、ステアリングホイール２１に対する操舵反力（反力トルク）を発生する反力モータ２４と、反力モータ２４の回転角を検出するモータ回転角センサ２５と、操舵反力を操舵軸２２に伝達する反力伝達機構２６と、操舵軸２２のトルクを検出するトルクセンサ３２とから構成されている。   The steering mechanism 20 of the vehicle steering device 10 includes a steering wheel 21 gripped by the driver, a steering shaft 22 connected to the steering wheel 21, a steering angle sensor 23 that detects the steering angle of the steering wheel 21, and the steering wheel 21. A reaction force motor 24 that generates a steering reaction force (reaction force torque) against the motor, a motor rotation angle sensor 25 that detects the rotation angle of the reaction force motor 24, and a reaction force transmission mechanism 26 that transmits the steering reaction force to the steering shaft 22. And a torque sensor 32 for detecting the torque of the steering shaft 22.

ここで、反力モータ２４は電動モータであり、反力伝達機構２６は、反力モータ２４のモータ軸に設けたウォーム２７と、操舵軸２２に結合するとともに、ウォーム２７に噛み合わせたウォームホイール２８とから構成される、ウォームギヤ機構、すなわち倍力機構である。また、操舵反力は、ステアリングホイール２１に対して回転方向に付加する操作抵抗である。   Here, the reaction force motor 24 is an electric motor, and the reaction force transmission mechanism 26 is coupled to the worm 27 provided on the motor shaft of the reaction force motor 24 and the steering shaft 22, and the worm wheel meshed with the worm 27. 28 is a worm gear mechanism, that is, a booster mechanism. The steering reaction force is an operation resistance added to the steering wheel 21 in the rotational direction.

転舵機構３０は、操舵軸２２の操舵力を入力する入力軸３１と、入力軸３１にラックアンドピニオン機構３３を介して連結したラック軸３４と、ラック軸３４の両端に左右の転舵車輪３５，３５（例えば前輪）を連結するタイロッド３６，３６及びナックル３７，３７と、入力軸３１に転舵用動力を付加する転舵用アクチュエータ３８と、入力軸３１の回転角を検出する入力軸回転角センサ４１と、ラック軸３４の位置を検出するラック軸位置センサ４２とから構成されている。   The turning mechanism 30 includes an input shaft 31 for inputting a steering force of the steering shaft 22, a rack shaft 34 connected to the input shaft 31 via a rack and pinion mechanism 33, and left and right turning wheels at both ends of the rack shaft 34. Tie rods 36 and 36 and knuckles 37 and 37 that connect 35 and 35 (for example, front wheels), a steering actuator 38 that adds steering power to the input shaft 31, and an input shaft that detects the rotation angle of the input shaft 31. The rotation angle sensor 41 and a rack shaft position sensor 42 for detecting the position of the rack shaft 34 are configured.

ラックアンドピニオン機構３３は、入力軸３１に形成したピニオン４３とラック軸３４に形成したラック４４とからなる。また、転舵用アクチュエータ３８は、転舵用動力を発生する転舵動力モータ４５と、転舵用動力を入力軸３１に伝達する転舵動力伝達機構４６とからなる。ここで、転舵動力モータ４５は電動モータである。転舵動力伝達機構４６は、転舵動力モータ４５のモータ軸に設けたウォーム４７と、入力軸３１に結合するとともにウォーム４７に噛み合わせたウォームホイール４８とからなる、ウォームギヤ機構、すなわち倍力機構である。   The rack and pinion mechanism 33 includes a pinion 43 formed on the input shaft 31 and a rack 44 formed on the rack shaft 34. The steering actuator 38 includes a steering power motor 45 that generates steering power and a steering power transmission mechanism 46 that transmits the steering power to the input shaft 31. Here, the turning power motor 45 is an electric motor. The turning power transmission mechanism 46 includes a worm 47 provided on the motor shaft of the turning power motor 45 and a worm gear 48 that is coupled to the input shaft 31 and meshed with the worm 47, that is, a boosting mechanism. It is.

このように車両用操舵装置１０は、ラック軸３４の両端から転舵トルクを取り出すようにしたエンドテイクオフ型操舵装置である。さらに、車両用操舵装置１０は、ステアリングホイール２１に設けた操舵軸２２と転舵機構３０に設けた入力軸３１との間を、遊星歯車機構５１にて連結したものである。具体的には、操舵軸２２にクラッチ機構５１、第１連結軸５２、第１自在軸継手５３、第２連結軸５４及び第２自在軸継手５５を介して入力軸３１を連結するようにしたものである。   As described above, the vehicle steering apparatus 10 is an end take-off type steering apparatus in which the steering torque is extracted from both ends of the rack shaft 34. Further, the vehicle steering apparatus 10 is configured such that a planetary gear mechanism 51 connects a steering shaft 22 provided on the steering wheel 21 and an input shaft 31 provided on the steering mechanism 30. Specifically, the input shaft 31 is connected to the steering shaft 22 via the clutch mechanism 51, the first connecting shaft 52, the first universal shaft joint 53, the second connecting shaft 54, and the second universal shaft joint 55. Is.

また、制御部６１は舵角センサ２３、モータ回転角センサ２５、転舵トルクセンサ３２、ピニオンセンサ４１、ラック軸位置センサ４２、クラッチ機構５１内に設けられたブラシレスモータからそれぞれ検出信号を受けるとともに、車両の走行速度を検出する車速センサ６２、ヨー角速度（ヨー運動の角速度）を検出するヨーレートセンサ６３、車両の加速度を検出する加速度センサ６４、その他の各種センサ６５からそれぞれ検出信号を受けて、反力モータ２４、転舵動力モータ４５及び遊星歯車機構５１に制御信号を発するものである。   The control unit 61 receives detection signals from the rudder angle sensor 23, the motor rotation angle sensor 25, the steering torque sensor 32, the pinion sensor 41, the rack shaft position sensor 42, and the brushless motor provided in the clutch mechanism 51. In response to the detection signals from the vehicle speed sensor 62 for detecting the running speed of the vehicle, the yaw rate sensor 63 for detecting the yaw angular speed (the angular speed of the yaw motion), the acceleration sensor 64 for detecting the acceleration of the vehicle, and other various sensors 65, Control signals are issued to the reaction force motor 24, the turning power motor 45, and the planetary gear mechanism 51.

すなわち、制御部６１は、反力モータ２４を制御することによって、ステアリングホイール２１の操作に応じた操舵反力を自動的に設定し、操舵反力をステアリングホイール２１に付加して、次の（１）〜（４）のように制御することができる。   That is, the control unit 61 automatically sets the steering reaction force according to the operation of the steering wheel 21 by controlling the reaction force motor 24, adds the steering reaction force to the steering wheel 21, and Control can be performed as in 1) to (4).

（１）反力モータ２４によってウォームホイール２８を、ステアリングホイール２１の操舵方向とは逆方向へ回転させた場合には、ステアリングホイール２１の操舵力を反力モータ２４の操舵反力によって打ち消す作用が働く。このため、ステアリングホイール２１を操舵するときに、操舵反力分だけ大きい操舵力が必要となる。 (1) When the worm wheel 28 is rotated by the reaction force motor 24 in the direction opposite to the steering direction of the steering wheel 21, the steering force of the steering wheel 21 is canceled by the steering reaction force of the reaction force motor 24. work. For this reason, when the steering wheel 21 is steered, a steering force that is larger by the steering reaction force is required.

（２）反力モータ２４によってウォームホイール２８を、ステアリングホイール２１の操舵方向と同方向へ回転させた場合には、ステアリングホイール２１の操舵力に反力モータ２４の操舵反力を加える作用が働く。このため、ステアリングホイール２１を操舵するときに、操舵反力分だけ小さい操舵力ですむ。 (2) When the worm wheel 28 is rotated in the same direction as the steering direction of the steering wheel 21 by the reaction force motor 24, the action of adding the steering reaction force of the reaction force motor 24 to the steering force of the steering wheel 21 works. . For this reason, when the steering wheel 21 is steered, a steering force that is as small as the steering reaction force is sufficient.

（３）ステアリングホイール２１を任意の角度で停止状態に保持させる場合には、それまでのステアリングホイール２１の回転方向とは逆方向に、反力モータ２４の操舵反力を調整しながらウォームホイール２８を回転させることによって、保持力を発生させる。 (3) When the steering wheel 21 is held at an arbitrary angle in a stopped state, the worm wheel 28 is adjusted while adjusting the steering reaction force of the reaction force motor 24 in the direction opposite to the rotation direction of the steering wheel 21 until then. A holding force is generated by rotating the.

（４）その後にステアリングホイール２１を戻す場合には、ステアリングホイール２１の中立位置までステアリングホイール２１を自動的に戻す、いわゆるセルフアライニングトルクに相当する戻し力（操舵反力）が、反力モータ２４からウォームホイール２８に伝達する。 (4) When the steering wheel 21 is subsequently returned, a return force (steering reaction force) corresponding to so-called self-aligning torque that automatically returns the steering wheel 21 to the neutral position of the steering wheel 21 is a reaction force motor. 24 is transmitted to the worm wheel 28.

また、制御部６１は、転舵動力モータ４５を制御することによって、ステアリングホイール２１の操舵角に対する転舵車輪３５，３５の転舵角の角度比の特性、すなわち、操舵特性を自動的に設定することができる。つまり、上述のようにステアリングホイール２１から転舵機構３０を機械的に分離したので、ステアリングホイール２１の操舵角と転舵用アクチュエータ３８の動作量との対応関係を機械的な制約を受けることなく設定することができる。この結果、操舵特性を車速、車両の旋回程度や加減速の有無等、車両の走行状態に応じて柔軟に設定することができる。従って、車両用操舵装置１０の設計の自由度を高めることができる。   Further, the control unit 61 automatically sets the characteristics of the angle ratio of the steered wheels 35 and 35 to the steering angle of the steering wheel 21, that is, the steering characteristics, by controlling the steered power motor 45. can do. That is, since the steering mechanism 30 is mechanically separated from the steering wheel 21 as described above, the correspondence between the steering angle of the steering wheel 21 and the operation amount of the steering actuator 38 is not subject to mechanical restrictions. Can be set. As a result, the steering characteristics can be flexibly set according to the traveling state of the vehicle, such as the vehicle speed, the degree of turning of the vehicle, and the presence or absence of acceleration / deceleration. Accordingly, the degree of freedom in designing the vehicle steering apparatus 10 can be increased.

さらに、この車両用操舵装置１０では、操舵機構２０のステアリングシャフト２２と転舵機構３０の入力軸３１とが、遊星歯車機構５１、第１連結軸５２、第１自在軸継手５３、第２連結軸５４および第２自在軸継手５５を介して連結されている。   Further, in the vehicle steering apparatus 10, the steering shaft 22 of the steering mechanism 20 and the input shaft 31 of the steering mechanism 30 include a planetary gear mechanism 51, a first connecting shaft 52, a first universal shaft joint 53, and a second connecting shaft. The shaft 54 and the second universal shaft joint 55 are connected.

次に、遊星歯車機構５１について図２の模式図を参照して説明する。
遊星歯車機構５１は、中心のサンギヤ７１に複数個、例えば３個のプラネタリギヤ７２・・・を噛合させ、これらのプラネタリギヤ７２・・・に内歯のリングギヤ７３を噛合させ、プラネタリギヤ７２・・・をキャリア７４にそれぞれ回転可能に取付けて構成されている。 Next, the planetary gear mechanism 51 will be described with reference to the schematic diagram of FIG.
The planetary gear mechanism 51 meshes a plurality of, for example, three planetary gears 72... With the central sun gear 71, and meshes the planetary gear 72. Each carrier 74 is configured to be rotatably attached.

サンギヤ７１、リングギヤ７３およびキャリア７４は、第１連結軸５２を中心として同心上に配列されている。リングギヤ７３はステアリングシャフト２２に連結され、キャリア７４は第１連結軸５２に連結され、サンギヤ７１は第１連結軸５２に相対回転可能に支持されており、プラネタリギヤ７２・・・は、サンギヤ７１に対して等ピッチで放射状に配列されている。なお、図２において、符号９２はステアリングシャフト２２を支持する第１軸受、符号９３，９３は第１連結軸５２を支持する第２軸受、符号９４はリングギヤ７３を支持する第３軸受を示す。   The sun gear 71, the ring gear 73 and the carrier 74 are arranged concentrically with the first connecting shaft 52 as the center. The ring gear 73 is connected to the steering shaft 22, the carrier 74 is connected to the first connecting shaft 52, the sun gear 71 is supported to be rotatable relative to the first connecting shaft 52, and the planetary gears 72. On the other hand, they are arranged radially at an equal pitch. In FIG. 2, reference numeral 92 denotes a first bearing that supports the steering shaft 22, reference numerals 93 and 93 denote second bearings that support the first connecting shaft 52, and reference numeral 94 denotes a third bearing that supports the ring gear 73.

さらに、この遊星歯車機構５１はサンギヤ７１を回転不能にするロック機構８０を備えている。ロック機構８０は、サンギヤ７１に一体的に設けられたロックホイール８１と、ロックホイール８１の歯に係合可能なスイングアーム（ロック部材）８２と、スイングアーム８２をロック状態あるいはアンロック状態に駆動するソレノイド（ロック駆動手段）８３とからなる。   Further, the planetary gear mechanism 51 includes a lock mechanism 80 that prevents the sun gear 71 from rotating. The lock mechanism 80 includes a lock wheel 81 provided integrally with the sun gear 71, a swing arm (lock member) 82 that can be engaged with the teeth of the lock wheel 81, and drives the swing arm 82 to a locked state or an unlocked state. And a solenoid (lock driving means) 83 that performs the above operation.

ロックホイール８１は、第１連結軸５２と同心上に配置され、第１連結軸５２に対して相対回転可能に設けられている。また、ロックホイール８１は、スイングアーム８２の先端部（ロック爪８４）と対向する面に円周状に複数の歯部を備えた構造となっている。スイングアーム８２は支軸８５を中心にして回転可能に設けられており、一端にロックホイール８１の歯溝部に係合するロック爪８４を有している。スイングアーム８２は、図示しないリターンスプリングによってロック爪８４をロックホイール８１の歯部に接近させる回転方向に付勢されており、スイングアーム８２の他端にソレノイド８３のプッシュロッド８８の先端が突き当てられている。   The lock wheel 81 is disposed concentrically with the first connecting shaft 52 and is provided to be rotatable relative to the first connecting shaft 52. In addition, the lock wheel 81 has a structure in which a plurality of teeth are circumferentially provided on a surface facing the tip (lock claw 84) of the swing arm 82. The swing arm 82 is provided so as to be rotatable about a support shaft 85, and has a lock claw 84 that engages with a tooth groove portion of the lock wheel 81 at one end. The swing arm 82 is biased by a return spring (not shown) in a rotational direction in which the lock claw 84 approaches the tooth portion of the lock wheel 81, and the tip of the push rod 88 of the solenoid 83 abuts against the other end of the swing arm 82. It has been.

次に、遊星歯車機構５１の作用を説明する。
図示しないイグニッションスイッチがＯＮのときには、通常、ロック機構８０はアンロック状態になる。このときには、ロックホイール８１が回転可能になり、ロックホイール８１と一体のサンギヤ７１も回転可能になる。その結果、プラネタリギヤ７２・・・とリングギヤ７３は相互に規制されることなく回転可能になり、ステアリングシャフト２２から入力軸３１へ操舵力が伝わることはない。 Next, the operation of the planetary gear mechanism 51 will be described.
When an ignition switch (not shown) is ON, the lock mechanism 80 is normally unlocked. At this time, the lock wheel 81 can rotate, and the sun gear 71 integrated with the lock wheel 81 can also rotate. As a result, the planetary gears 72... And the ring gear 73 can rotate without being restricted from each other, and the steering force is not transmitted from the steering shaft 22 to the input shaft 31.

つまり、ロック機構８０をアンロック状態にすると、遊星歯車機構５１において操舵トルクが遮断され、ステアリングホイール２１と転舵輪３５を実質的に分離することができる。このとき、反力モータ２４とステアリングモータ４５は後述するように制御部６１によってそれぞれ独立に制御され、車両用操舵装置１０はステア・バイ・ワイヤ式の車両用操舵装置になる。   That is, when the lock mechanism 80 is unlocked, the steering torque is interrupted in the planetary gear mechanism 51, and the steering wheel 21 and the steered wheel 35 can be substantially separated. At this time, as will be described later, the reaction force motor 24 and the steering motor 45 are independently controlled by the control unit 61, and the vehicle steering device 10 becomes a steer-by-wire vehicle steering device.

一方、何らかの要因によって操舵機構２０と転舵機構３０との間での電気的な接続が解除されたとき、または前記イグニッションスイッチをＯＦＦにしたときには、ロック機構８０はロック状態になる。このときには、ロックホイール８１は回転不能にされ、ロックホイール８１と一体のサンギヤ７１も回転不能になる。この状態でステアリングホイール２１を回転操作してリングギヤ７３を回転すると、その回転力がプラネタリギヤ７２・・・を介してキャリア７４に伝わり、キャリア７４が回転し、プラネタリギヤ７２・・・は自転しつつ公転する。   On the other hand, when the electrical connection between the steering mechanism 20 and the steering mechanism 30 is released for some reason, or when the ignition switch is turned off, the lock mechanism 80 is locked. At this time, the lock wheel 81 is made non-rotatable and the sun gear 71 integrated with the lock wheel 81 is also non-rotatable. In this state, when the steering wheel 21 is rotated and the ring gear 73 is rotated, the rotational force is transmitted to the carrier 74 via the planetary gears 72..., The carrier 74 is rotated, and the planetary gears 72. To do.

つまり、ロック機構８０をロック状態にすると、遊星歯車機構５１を介してステアリングシャフト２２から第１連結軸５２に操舵トルクを伝達可能になり、操舵機構２０と転舵機構３０がプラネタリーギヤ７２・・・とリングギヤ７３を介して機械的に接続され、ステアリングホイール２１と転舵輪３５とを機械的に連結することができる。その結果、ステアリングホイール２１の回転運動を機械的にラック軸９の軸方向運動に変換することができ、転舵輪３５を転舵することができる。   In other words, when the lock mechanism 80 is locked, the steering torque can be transmitted from the steering shaft 22 to the first connecting shaft 52 via the planetary gear mechanism 51, and the steering mechanism 20 and the steering mechanism 30 are connected to the planetary gear 72. .. and mechanically connected via the ring gear 73, and the steering wheel 21 and the steered wheel 35 can be mechanically coupled. As a result, the rotational motion of the steering wheel 21 can be mechanically converted into the axial motion of the rack shaft 9, and the steered wheels 35 can be steered.

すなわち、このときには車両用操舵装置１０はステア・バイ・ワイヤではなくなり、手動で転舵輪３５を転舵することが可能な操舵装置となる。なお、このときには反力モータ２４は制御部６１によって操舵反力を発生しないように制御される。この場合、転舵輪３５，３５が受ける路面反力は、転舵機構３０および遊星歯車機構５１を介してステアリングシャフト２２に作用することとなる。   That is, at this time, the vehicle steering device 10 is not steer-by-wire, and becomes a steering device capable of manually turning the steered wheels 35. At this time, the reaction force motor 24 is controlled by the control unit 61 so as not to generate a steering reaction force. In this case, the road surface reaction force received by the steered wheels 35, 35 acts on the steering shaft 22 via the steered mechanism 30 and the planetary gear mechanism 51.

つまり、ロック機構８０をロック状態にするとステアリングホイール２１と転舵輪３５とを機械的に連結することができ、ロック機構８０をアンロック状態にするとステアリングホイール２１と転舵輪３５を実質的に分離することができる。   That is, the steering wheel 21 and the steered wheel 35 can be mechanically connected when the lock mechanism 80 is locked, and the steering wheel 21 and the steered wheel 35 are substantially separated when the lock mechanism 80 is unlocked. be able to.

すなわち、この車両用操舵装置１０において遊星歯車機構５１はクラッチを構成し、ロック機構８０は該クラッチの断続を切り替えるクラッチ切り替え手段を構成する。そして、ロック機構８０のアンロック状態はクラッチ切断状態に対応し、ロック機構８０のロック状態はクラッチ接続状態に対応する。   That is, in the vehicle steering apparatus 10, the planetary gear mechanism 51 constitutes a clutch, and the lock mechanism 80 constitutes a clutch switching unit that switches between engagement and disengagement of the clutch. The unlocked state of the lock mechanism 80 corresponds to the clutch disengaged state, and the locked state of the lock mechanism 80 corresponds to the clutch connected state.

＜ロック機構の構成＞
本実施形態に係るロック機構は、図３に示すように、ロック爪８４の先端部と対向する面に円周状に複数の歯部を備えたロックホイール８１と、ロック爪８４を有するスイングアーム８２とから構成されている。そして、本実施形態では、ロック爪８４がソレノイド８３の非励磁状態においてプッシュロッド８８が後退しているときに、ロックホイール８１の円周方向に移動して、円周状に設けられた複数の歯部のうち１の歯部に嵌合する。 <Configuration of lock mechanism>
As shown in FIG. 3, the lock mechanism according to the present embodiment includes a lock wheel 81 having a plurality of teeth on the surface facing the tip of the lock claw 84 and a swing arm having the lock claw 84. 82. In the present embodiment, when the push rod 88 is retracted when the lock claw 84 is in the non-excited state of the solenoid 83, the lock claw 84 moves in the circumferential direction of the lock wheel 81, and a plurality of circumferentially provided It fits into one of the teeth.

具体的には、ソレノイド８３の非励磁状態ではプッシュロッド８８は後退しており、このときにはスイングアーム８２が、ロック爪８４をロックホイール８１の歯部に接近させる回転方向に付勢する図示しないリターンスプリングによって、ロックホイール８１の円周方向に移動する。そして、スイングアーム８２が、ロックホイール８１の歯部に接近する方向に回転することにより、ロック爪８４が円周状に設けられた複数の歯部のうち１の歯部に嵌合する。これにより、ロックホイール８１の回転が阻止され、その結果、サンギヤ７１は回転不能になる。なお、この車両用操舵装置１０では、システム停止でソレノイド８３は非励磁となり、ロック機構８０はロック状態となるように構成されている。   Specifically, when the solenoid 83 is not excited, the push rod 88 is retracted, and at this time, the swing arm 82 urges the lock claw 84 in the rotation direction to approach the tooth portion of the lock wheel 81 (not shown). The spring moves in the circumferential direction of the lock wheel 81. Then, when the swing arm 82 rotates in a direction approaching the tooth portion of the lock wheel 81, the lock claw 84 is fitted to one tooth portion among the plurality of tooth portions provided in a circumferential shape. As a result, the rotation of the lock wheel 81 is prevented, and as a result, the sun gear 71 cannot be rotated. The vehicle steering apparatus 10 is configured such that when the system is stopped, the solenoid 83 is de-energized and the lock mechanism 80 is locked.

一方、ソレノイド８３を励磁するとプッシュロッド８８が前進し、前記リターンスプリングの弾性に抗してスイングアーム８２の他端を押動する。その結果、スイングアーム８２が弾性に抗して回転し、ロック爪８４がロックホイール８１から離反し、ロックが解除される。   On the other hand, when the solenoid 83 is excited, the push rod 88 moves forward and pushes the other end of the swing arm 82 against the elasticity of the return spring. As a result, the swing arm 82 rotates against elasticity, the lock pawl 84 is separated from the lock wheel 81, and the lock is released.

本実施形態におけるロック機構においては、ロック爪８４をロック爪８４の先端部と対向する面に円周状に複数の歯部を備えたロックホイール８１の半径方向に中心側から移動して、歯部に嵌合させる機構であるため、図４に示すように、ロックホイール８１の回転に伴う慣性力の半径方向分力により、ロック爪８４に対して、ロックホール８１の歯部に引き込む方向に力が作用する。   In the lock mechanism according to the present embodiment, the lock claw 84 is moved from the center side in the radial direction of the lock wheel 81 having a plurality of teeth on the surface facing the tip of the lock claw 84 in a circumferential manner, and the teeth As shown in FIG. 4, the lock claw 84 is pulled into the tooth portion of the lock hole 81 by the radial component of the inertia force accompanying the rotation of the lock wheel 81, as shown in FIG. 4. Force acts.

したがって、本実施形態によれば、ロック爪８４に対して、ロックホール８１の歯部に引き込む方向に力が作用することから、ロックホイール８１が高速に回転している場合であっても、ロック爪８４がロックホイール８１の歯部により弾かれにくくなり、ロックが掛かるまでの時間が短縮され、これに伴い安全性が向上する。   Therefore, according to the present embodiment, a force is applied to the lock claw 84 in a direction in which the lock claw 84 is pulled into the tooth portion of the lock hole 81. Therefore, even if the lock wheel 81 is rotating at high speed, The claw 84 is less likely to be repelled by the tooth portion of the lock wheel 81, and the time until the claw 84 is locked is shortened. Accordingly, safety is improved.

以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes a design and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.

本実施形態に係る車両用操舵装置の構成図である。It is a lineblock diagram of the steering device for vehicles concerning this embodiment. 本実施形態に係るクラッチ機構の模式図である。It is a mimetic diagram of a clutch mechanism concerning this embodiment. 本実施形態に係る車両用操舵装置におけるロック機構の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the locking mechanism in the steering apparatus for vehicles which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るロック機構において、ロック爪に作用する力を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the force which acts on a lock nail | claw in the lock mechanism which concerns on this embodiment. 従来例に係る車両用操舵装置におけるロック機構の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the locking mechanism in the steering apparatus for vehicles which concerns on a prior art example. 従来例に係るロック機構において、ロック爪に作用する力を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the force which acts on a lock nail | claw in the lock mechanism which concerns on a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

１０・・・車両用操舵装置、２１・・・ステアリングホイール、２３・・・舵角センサ、２４・・・反力モータ、３８・・・操舵モータ、５１・・・遊星歯車機構、８０・・・ロック機構、８１・・・ロックホイール、８２・・・スイングアーム、８３・・・ソレノイド、８４・・・ロック爪   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Steering device for vehicles, 21 ... Steering wheel, 23 ... Steering angle sensor, 24 ... Reaction force motor, 38 ... Steering motor, 51 ... Planetary gear mechanism, 80 ... -Lock mechanism, 81 ... Lock wheel, 82 ... Swing arm, 83 ... Solenoid, 84 ... Lock claw

Claims (1)

ステアリングホイールとステアリングギヤボックスとの機械的接続を絶った状態で、ステアリングホイールの操作量を電気信号に変換し、その電気信号に基づいてステアリングギヤボックスに設けた操舵モータを駆動して車輪を転舵するとともに、前記操作量に応じてステアリングホイールに接続した操舵反力モータを駆動して該ステアリングホイールに操舵反力を付与する車両用操舵装置において、
ロックホイールにロック爪を嵌合させて前記ステアリングホイールと前記ステアリングギヤボックスとを機械的に接続するクラッチ機構を備え、
前記ロックホイールが前記ロック爪の先端部と対向する面に円周状に複数の歯部を備え、前記ロック爪が前記ロックホイールの半径方向に中心側から移動して、前記歯部に嵌合することを特徴とする車両用操舵装置。 With the mechanical connection between the steering wheel and the steering gear box disconnected, the operation amount of the steering wheel is converted into an electrical signal, and the steering motor provided in the steering gear box is driven based on the electrical signal to rotate the wheel. In a steering apparatus for a vehicle that steers and applies a steering reaction force to the steering wheel by driving a steering reaction force motor connected to the steering wheel according to the operation amount.
A clutch mechanism for mechanically connecting the steering wheel and the steering gear box by fitting a lock claw to the lock wheel;
The lock wheel is provided with a plurality of circumferential teeth on a surface facing the tip of the lock claw, and the lock claw moves from the center side in the radial direction of the lock wheel and is fitted to the tooth. A vehicle steering apparatus.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005029016A (en) * 2003-07-14 2005-02-03 Honda Motor Co Ltd Steering device for vehicle
JP2005112012A (en) * 2003-10-02 2005-04-28 Honda Motor Co Ltd Vehicular steering device
JP2006315658A (en) * 2005-04-13 2006-11-24 Honda Motor Co Ltd Steering device for vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005029016A (en) * 2003-07-14 2005-02-03 Honda Motor Co Ltd Steering device for vehicle
JP2005112012A (en) * 2003-10-02 2005-04-28 Honda Motor Co Ltd Vehicular steering device
JP2006315658A (en) * 2005-04-13 2006-11-24 Honda Motor Co Ltd Steering device for vehicle

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