JP5626110B2 - Steering system - Google Patents
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Description
本発明は、車両用のステアリングシステムに関する。 The present invention relates to a steering system for a vehicle.
近年、車両に搭載されるステアリングシステムには、運転者によって操作される操作部材の操作範囲を狭くするようにステアリング操作を制限するステアリングシステム、すなわち、車輪の転舵範囲を狭くするように車輪の転舵を制限するステアリングシステムが開発されている。例えば、下記特許文献に記載されるステアリングシステムでは、車輪の転舵範囲を車速等に応じて狭くすることで、車両の旋回時に車輪の転舵量が不必要に大きくなるのを防止し、それによって、車両が横滑り等の不安定な走行状態に陥るのを防止している。 In recent years, a steering system mounted on a vehicle includes a steering system that restricts a steering operation so as to narrow an operation range of an operation member operated by a driver, that is, a wheel system that narrows a wheel turning range. Steering systems that restrict steering are being developed. For example, in the steering system described in the following patent document, the steering range of the wheel is narrowed according to the vehicle speed, etc., thereby preventing the steering amount of the wheel from becoming unnecessarily large when turning the vehicle. This prevents the vehicle from falling into an unstable running state such as a skid.
上記特許文献に記載されているステアリングシステムは、車両の使用されている状況に合わせてステアリング操作や車輪の転舵を制限している。したがって、別の状況や車両の特徴等を考慮してステアリング操作や車輪の転舵を制限すれば、それらの状況や特徴等に適合する実用性の高いステアリングシステムを得ることができる。本発明は、そのような実情に鑑み、実用性の高いステアリングシステムを提供することを課題とする。 The steering system described in the above-mentioned patent document restricts the steering operation and the wheel turning according to the situation in which the vehicle is used. Therefore, if steering operation and wheel steering are restricted in consideration of other situations and vehicle characteristics, a highly practical steering system suitable for those situations and characteristics can be obtained. In view of such circumstances, the present invention has an object to provide a highly practical steering system.
上記課題を解決するため、本発明のステアリングシステムは、運転者によって操作される操作部材を有する操作装置と、車輪を回転可能に保持しつつ、その車輪を転舵させる転舵装置と、操作部材の操作に応じて転舵装置による車輪の転舵を実現させる操作依拠転舵実現手段とを有し、操作依拠転舵実現手段が、車両が直進する状態からの操作部材の操作量が、第1操作量と、その第1操作量よりも大きな第2操作量との間にある場合に、操作部材の操作に拘らず車輪を転舵させないように構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a steering system according to the present invention includes an operating device having an operating member operated by a driver, a steering device that steers the wheel while holding the wheel rotatably, and an operating member. The operation-based steering realizing means for realizing the wheel steering by the steering device according to the operation of the steering device, and the operation-based steering realizing means has an operation amount of the operating member from the state in which the vehicle goes straight. In the case where the operation amount is between one operation amount and a second operation amount larger than the first operation amount, the wheel is not steered regardless of the operation of the operation member.
本発明のステアリングシステムでは、簡単に言えば、車両が直進する状態から操作部材を操作していくと、途中で、車輪の転舵が中断される状態が発生する。例えば、後で詳しく説明するが、4つの車輪が菱形の頂点に配置されているような車両は、前後輪をそれぞれ真横を向くように転舵させることで、その場で旋回することができるという特徴を持っている一方で、走行中に車輪が真横を向くまで転舵されてしまえば、横滑り等の不安定な走行状態に陥ってしまう。本ステアリングシステムによれば、このような車両において、車輪の転舵を途中で中断することで、車両の走行を不安定にさせてしまうような車輪の転舵を防止することができる。また、ステアリングシステムが、操作部材が第2操作量を超えて操作される場合に前後輪が真横を向くまで転舵されるように構成されていれば、必要に応じ、車輪が真横を向くまで前後輪を転舵させることができる。このように、本ステアリングシステムは、車両の特徴や使用される状況に適合し、実用性の高いものとなっている。 In brief, in the steering system of the present invention, when the operation member is operated from a state in which the vehicle goes straight, a state in which the turning of the wheels is interrupted occurs. For example, as will be described in detail later, a vehicle in which four wheels are arranged at the apex of a rhombus can turn on the spot by turning the front and rear wheels so as to face each side. On the other hand, if the vehicle is steered until the wheels turn to the side during running, it will fall into an unstable running state such as skidding. According to the present steering system, in such a vehicle, it is possible to prevent the wheel from being steered so as to make the running of the vehicle unstable by interrupting the wheel steering halfway. Further, if the steering system is configured to be steered until the front and rear wheels are turned to the side when the operation member is operated beyond the second operation amount, the wheel is turned to the side if necessary. The front and rear wheels can be steered. As described above, this steering system is adapted to the characteristics of the vehicle and the situation in which it is used, and is highly practical.
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。そして、請求可能発明の態様のうちのいくつかのものが、特許請求の範囲に記載した請求項に係る発明に相当する。 In the following, some aspects of the invention that can be claimed in the present application (hereinafter sometimes referred to as “claimable invention”) will be exemplified and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is merely for the purpose of facilitating the understanding of the claimable inventions, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting those inventions to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the form of each section. In addition, an aspect in which some constituent elements are deleted from the aspect of each item can be an aspect of the claimable invention. Some of the aspects of the claimable invention correspond to the invention according to the claims described in the claims.
なお、以下の各項において、(1)項から(8)項が請求項1から請求項8にそれぞれ相当する。 In the following items, items (1) to (8) correspond to claims 1 to 8, respectively.
(1)運転者の操作によって車輪を転舵させるためのステアリングシステムであって、 運転者によって操作される操作部材を有する操作装置と、
車輪を回転可能に保持しつつ、その車輪を転舵させる転舵装置と、
前記操作部材の操作に応じて前記転舵装置による前記車輪の転舵を実現させる操作依拠転舵実現手段と
を有し、
前記操作依拠転舵実現手段が、車両が直進する状態からの前記操作部材の操作量が、第1操作量と、その第1操作量よりも大きな第2操作量との間にある場合には、前記操作部材の操作に拘らず前記車輪を転舵させないように構成されたステアリングシステム。
(1) A steering system for turning a wheel by a driver's operation, the operating device having an operating member operated by the driver;
A steering device that steers the wheel while holding the wheel rotatably,
Operation-based steering realizing means for realizing the steering of the wheel by the steering device according to the operation of the operating member,
When the operation-based steering realizing means has an operation amount of the operation member from a state in which the vehicle goes straight between a first operation amount and a second operation amount larger than the first operation amount. A steering system configured not to steer the wheel regardless of the operation of the operation member.
本発明のステアリングシステムでは、車両が直進する状態から操作部材を操作していくと、操作部材の操作量が第1操作量となるまでは車輪が転舵させられ、第1操作量から第2操作量になるまでは車輪が転舵させられず、第2操作量より大きくなると車輪が再び転舵させられることになる。したがって、車両が直進する状態から操作部材を操作していくと、車輪の転舵が許容される状態(以下、「転舵許容状態」と言う場合がある)の途中で、車輪の転舵が中断される状態(以下、「転舵中断状態」と言う場合がある)が発生することになる。換言すれば、本発明のステアリングシステムでは、第1操作量と第2操作量との間が、操作部材の操作に対して車輪を転舵させない不感帯とされている。したがって、本ステアリングシステムは、操作部材の操作の途中で車輪の転舵を制限することで、車輪の転舵量が不必要に大きくなるのを防止することができる。また、必要に応じ、操作部材を大きく操作することで車輪を再び転舵させることができるため、車輪を大きく転舵させることができる。したがって、本ステアリングシステムは、車両の特徴や使用される状況に適合し、実用性の高いものとなっている。 In the steering system of the present invention, when the operation member is operated from a state where the vehicle goes straight, the wheels are steered until the operation amount of the operation member reaches the first operation amount, and the second operation amount is changed from the first operation amount to the second operation amount. The wheel is not steered until the operation amount is reached, and the wheel is steered again when the operation amount becomes larger than the second operation amount. Therefore, when the operation member is operated from the state where the vehicle goes straight, the wheel is turned in the middle of the state where the wheel is allowed to be steered (hereinafter sometimes referred to as “steering permissible state”). An interrupted state (hereinafter sometimes referred to as a “steering interrupted state”) occurs. In other words, in the steering system of the present invention, the dead zone between the first operation amount and the second operation amount is a dead zone in which the wheel is not steered with respect to the operation of the operation member. Therefore, the present steering system can prevent the wheel turning amount from becoming unnecessarily large by restricting the wheel turning during the operation of the operation member. Further, if necessary, the wheel can be steered again by largely manipulating the operating member, and thus the wheel can be steered greatly. Therefore, this steering system is suitable for the characteristics of the vehicle and the situation in which it is used, and is highly practical.
本ステアリングシステムは、一般的な車両、つまり、車体の四隅に車輪が配置されている車両に搭載されていてもよいが、例えば、4つの車輪が菱形の頂点に配置されているような車両、つまり、転舵輪とされた前後輪と、前後輪の中間において左右にそれぞれ配置された車輪とを有する車両に搭載されている場合を想定する。この車両は、前後輪をそれぞれ90°、つまり、真横を向くように転舵させることで、その場で旋回することができるという特徴を持っている。一方、車両の走行中に、前後輪が真横を向くまで転舵されてしまえば、車両を、横滑り等の発生する不安定な走行状態にさせてしまうことになる。本ステアリングシステムによれば、車輪の転舵を途中で制限することで、そのような不安定な走行状態が発生するのを防止することができる。また、その場で旋回したい状況においては、操作部材を第2操作量を超えて操作することで、真横を向くまで前後輪を転舵させることができる。このように、本ステアリングシステムは、特に、4つの車輪が菱形の頂点に配置されている車両に対して、実用性の高いものとなっている。
The steering system may be mounted on a general vehicle, that is, a vehicle in which wheels are arranged at the four corners of the vehicle body. For example, a vehicle in which four wheels are arranged at the apexes of a rhombus, That is, it is assumed that the vehicle is mounted on a vehicle having front and rear wheels that are steered wheels and wheels that are arranged on the left and right in the middle of the front and rear wheels. This vehicle has a feature that it can turn on the spot by turning the front and
(2)前記操作装置が、前記操作部材に連結されて前記操作部材の操作に応じて回転する入力シャフトを有し、
前記転舵装置が、自身の回転によって前記車輪を転舵させる出力シャフトを有し、
前記操作依拠転舵実現手段が、
前記入力シャフトとともに回転する原動体と、前記出力シャフトとともに回転する従動体とを有し、それら原動体と従動体とが係合して前記入力シャフトの回転を前記出力シャフトに伝達させる回転伝達機構とされており、
その回転伝達機構が、前記操作量が前記第1操作量と前記第2操作量との間にある場合に、前記原動体と前記従動体との係合が解除されるように構成された(1)項に記載のステアリングシステム。
(2) The operating device includes an input shaft that is coupled to the operating member and rotates according to the operation of the operating member;
The steering device has an output shaft that steers the wheel by its rotation,
The operation-based steering realizing means is
A rotation transmission mechanism that has a driving body that rotates together with the input shaft and a driven body that rotates together with the output shaft, and that the driving body and the driven body engage with each other to transmit the rotation of the input shaft to the output shaft. And
The rotation transmission mechanism is configured to release the engagement between the driving body and the driven body when the operation amount is between the first operation amount and the second operation amount ( The steering system according to item 1).
本ステアリングシステムでは、原動体と従動体とが係合することで、操作部材の操作によって車輪が転舵させられることになる。回転伝達機構は、それの構成が特に限定されているものではなく、操作量が第1操作量と第2操作量との間にない場合に、原動体と従動体とが係合するように構成されていればよい。例えば、回転伝達機構は、歯車機構やカム機構のように、原動体と従動体とが直に係合するような機構や、あるいは、ベルト機構やチェーン機構等のように、原動体と従動体とがベルトやチェーン等を介して間接的に係合するような機構とされていればよい。 In the present steering system, the driving body and the driven body are engaged with each other, so that the wheel is steered by the operation of the operation member. The structure of the rotation transmission mechanism is not particularly limited. When the operation amount is not between the first operation amount and the second operation amount, the driving body and the driven body are engaged with each other. It only has to be configured. For example, the rotation transmission mechanism is a mechanism in which the driving body and the driven body are directly engaged, such as a gear mechanism or a cam mechanism, or a driving body and a driven body, such as a belt mechanism or a chain mechanism. And a mechanism that engages indirectly via a belt, a chain, or the like.
(3)前記原動体と前記従動体とが、それぞれの回転軸線が互いに平行になるようにして配設され、
前記原動体が、前記原動体の回転軸線からずれた位置でその回転軸線と平行な方向に延びて前記入力シャフトの回転に伴って前記原動体の回転軸線の周囲を回るピンを有し、
前記従動体が、その従動体の回転軸線を中心として放射状に形成されてそれぞれが前記従動体の外周部において開口する複数のスロットを有し、
前記回転伝達機構が、
前記ピンが、前記複数のスロットのうちの1つに進入することで前記原動体と前記従動体とが係合し、前記ピンが前記複数のスロットのうちの1つから脱出することで前記原動体と前記従動体との係合が解除されるように構成されており、かつ、
車両が直進する状態において前記ピンが前記複数のスロットのうちの1つの内部に位置し、前記操作部材が前記第1操作量まで操作された場合に、前記ピンが前記複数のスロットのうちの1つから脱出し、前記操作部材がさらに前記第2操作量まで操作された場合に、前記ピンが前記複数のスロットうちの1つとは別のスロットに進入するように構成された(2)項に記載のステアリングシステム。
(3) The driving body and the driven body are arranged such that their respective rotation axes are parallel to each other,
The prime mover has a pin that extends in a direction parallel to the rotational axis at a position deviated from the rotational axis of the prime mover and rotates around the rotational axis of the prime mover as the input shaft rotates;
The follower has a plurality of slots formed radially around the rotation axis of the follower and each opening at an outer periphery of the follower;
The rotation transmission mechanism is
When the pin enters one of the plurality of slots, the driving body and the driven body engage with each other, and when the pin escapes from one of the plurality of slots, the original The moving body and the driven body are disengaged from each other; and
When the vehicle is traveling straight, the pin is positioned inside one of the plurality of slots, and the pin is one of the plurality of slots when the operation member is operated to the first operation amount. In the item (2), the pin is configured to enter a slot different from one of the plurality of slots when the operation member is further operated to the second operation amount when the operation member is further operated to the second operation amount. The described steering system.
本ステアリングシステムでは、回転伝達機構が、言わば、歯車機構の一種として構成されている。本ステアリングシステムでは、入力シャフトの回転に伴って、原動体の有するピンが、原動体の回転軸線を中心とする円形の軌道上を周回すると考えることができる(以下、この軌道を「周回軌道」と言う場合がある)。また、複数のスロットは、出力シャフトの回転に伴って、周回軌道と交わるようにして従動体に設けられていると考えることができる。したがって、ピンが複数のスロットのいずれかの内部にある場合、ピンがスロットに引っ掛っている状態となっているため、原動体の回転に伴って従動体は回転することになる。つまり、原動体と従動体とが係合しており、入力シャフトの回転を出力シャフトに伝達させることができる。操作部材が第1操作量に操作されると、原動体および従動体の各々の回転に伴って、スロットの開口が周回軌道上に位置し、ピンはスロットから脱出する。そのため、原動体と従動体との係合が解除させられ、ステアリングシステムは転舵中断状態となる。操作部材がさらに操作されると、周回軌道上を回るピンは、従動体から離間して再び従動体へと接近してくる。本ステアリングシステムの回転伝達機構では、ピンが脱出した先のスロットとは別のスロットの開口が周回軌道上に位置するように、従動体が構成されている。そのため、操作部材が第2操作量に操作されると、その別のスロットにピンが進入することになるため、ピンが再びスロットに引っ掛かている状態となり、入力シャフトの回転を再び出力シャフトに伝達させることができる。なお、ピンとスロットとを利用する上記の回転伝達機構は、ジェネバ機構の一部を利用した機構と考えることができるものである。 In this steering system, the rotation transmission mechanism is configured as a kind of gear mechanism. In this steering system, as the input shaft rotates, it can be considered that the pin of the prime mover circulates on a circular orbit around the rotational axis of the prime mover (hereinafter, this orbit is referred to as a “circular orbit”). May say). Further, it can be considered that the plurality of slots are provided in the driven body so as to intersect with the circular orbit as the output shaft rotates. Therefore, when the pin is in any one of the plurality of slots, the pin is caught in the slot, so that the driven body rotates as the driving body rotates. That is, the driving body and the driven body are engaged, and the rotation of the input shaft can be transmitted to the output shaft. When the operation member is operated to the first operation amount, the opening of the slot is positioned on the circular track with the rotation of each of the driving body and the driven body, and the pin escapes from the slot. Therefore, the engagement between the driving body and the driven body is released, and the steering system is in a steering suspension state. When the operating member is further operated, the pin that rotates on the orbit is separated from the driven body and approaches the driven body again. In the rotation transmission mechanism of the present steering system, the follower is configured such that the opening of the slot different from the slot from which the pin has escaped is positioned on the orbit. Therefore, when the operating member is operated to the second operation amount, the pin enters the other slot, so that the pin is again caught in the slot, and the rotation of the input shaft is again applied to the output shaft. Can be transmitted. The rotation transmission mechanism using pins and slots can be considered as a mechanism using a part of the geneva mechanism.
(4)前記回転伝達機構が、前記操作量が前記第1操作量と第2操作量との間にある場合に前記出力シャフトの回転を禁止する出力シャフト回転禁止機構を有する(2)項または(3)項に記載のステアリングシステム。 (4) The rotation transmission mechanism includes an output shaft rotation prohibiting mechanism that prohibits rotation of the output shaft when the operation amount is between the first operation amount and the second operation amount. The steering system according to item (3).
本ステアリングシステムによれば、操作量が第1操作量と第2操作量との間にある場合、つまり、転舵中断状態において、例えば、車輪が段差等を通過したために車輪を転舵させようとする外力が車輪に作用しても、車輪が転舵してしまうことはない。また、出力シャフトの回転が禁止されると、従動体の回転も禁止されることになるため、例えば、複数のスロットを有する前述の従動体の場合には、転舵中断状態で従動体が回転し、2つのスロットの開口が周回軌道上からずれてしまうのを防止することができる。 According to this steering system, when the operation amount is between the first operation amount and the second operation amount, that is, in the steering interruption state, for example, the wheels are steered because the wheels have passed a step or the like. Even if the external force acts on the wheel, the wheel will not be steered. In addition, when the output shaft is prohibited from rotating, the driven body is also prohibited from rotating. For example, in the case of the above-described driven body having a plurality of slots, the driven body rotates in a steering suspension state. In addition, it is possible to prevent the openings of the two slots from being displaced from the orbit.
(5)前記出力シャフト回転禁止機構が、前記原動体に設けられて前記原動体の回転軸線を中心とする円弧形状に形成された係止部と、前記従動体に設けられて前記係止部が嵌り合う曲線形状に形成された被係止部とを有し、
前記回転伝達機構が、前記操作量が前記第1操作量と第2操作量との間にある場合に、前記被係止部と前記係止部とが互いに向かい合うように前記原動体および前記従動体がそれぞれ回転させられるように構成されており、
前記出力シャフト回転禁止機構が、前記操作量が前記第1操作量と第2操作量との間にある場合に、前記被係止部を前記係止部に当接させることで前記出力シャフトの回転を禁止するように構成された(4)項に記載のステアリングシステム。
(5) The output shaft rotation prohibiting mechanism is provided on the prime mover and is formed in an arc shape centered on the rotation axis of the prime mover; and the latch is provided on the follower. Having a locked portion formed in a curved shape that fits,
In the rotation transmission mechanism, when the operation amount is between the first operation amount and the second operation amount, the driving body and the driven body are arranged such that the locked portion and the locking portion face each other. Each body is configured to be rotated,
When the operation amount is between the first operation amount and the second operation amount, the output shaft rotation prohibiting mechanism causes the output portion of the output shaft to come into contact with the engagement portion. The steering system according to item (4), which is configured to prohibit rotation.
本ステアリングシステムでは、言わば、係止部は凸形状に形成され、被係止部がその凸形状に嵌り合う凹形状に形成されていると考えることができる。そのような形状とされた被係止部と係止部とが、転舵中断状態において互いに向かい合うように、原動体および従動体がそれぞれ回転させられると、凹形状の被係止部に凸形状の係止部が嵌り、従動体は回転することができなくなってしまう。つまり、従動体の回転が禁止され、それに伴って出力シャフトの回転が禁止されることになる。一方、被係止部と係止部とが互いに向かい合っている状態でも、係止部の被係止部に向かい合う面は、原動体の回転軸線を中心とする円弧形状に形成されているため、原動体は、係止部を被係止部に摺接させながら回転することができる。つまり、転舵中断状態においても、入力シャフトの回転は許容されることになる。したがって、例えば、複数のスロットを有する前述の従動体の場合、転舵中断状態、つまり、2つのスロットが周回軌道上でそれぞれ開口する状態において、従動体の回転が禁止されつつ、原動体の回転、つまり、ピンの周回軌道上での周回が許容されることになる。 In this steering system, it can be considered that the locking portion is formed in a convex shape, and the locked portion is formed in a concave shape that fits the convex shape. When the driving body and the driven body are rotated so that the locked portion and the locking portion that are formed in such a shape face each other in a state where the steering is interrupted, a convex shape is formed in the concave locked portion. The locking portion is fitted, and the driven body cannot be rotated. That is, the rotation of the driven body is prohibited, and accordingly, the rotation of the output shaft is prohibited. On the other hand, even in the state where the locked portion and the locking portion face each other, the surface of the locking portion that faces the locked portion is formed in an arc shape centering on the rotation axis of the prime mover, The prime mover can rotate while the locking portion is in sliding contact with the locked portion. That is, the rotation of the input shaft is allowed even in the steering interruption state. Therefore, for example, in the case of the above-mentioned driven body having a plurality of slots, the rotation of the driven body is prohibited while the rotation of the driven body is prohibited in the steering interruption state, that is, in the state where the two slots are respectively opened on the orbit. In other words, the rotation of the pin on the orbit is permitted.
また、転舵許容状態において従動体の回転を許容するために、原動体は、操作量が第1操作量と第2操作量との間にない場合に、ピンを除いて、従動体に接することがない形状とされているのが望ましい。そのような原動体であれば、転舵許容状態において、例えば、従動体の外周部が原動体の外周部に当接するため、従動体の回転が妨げられてしまうといったことはない。したがって、係止部が円弧形状とされている本ステアリングシステムの原動体の場合、係止部以外の部分が、切欠き部、つまり、円弧を切り欠いたような形状の部分とされているのが望ましい。原動体をそのような形状とすることで、転舵許容状態において、原動体はピンを除いて従動体に接することはなく、従動体の回転が妨げられることはない。なお、円弧形状の係止部とその係止部が嵌り合う曲線形状に形成された被係止部とを利用する上記の出力シャフト回転禁止機構は、ジェネバ機構の一部を利用した機構と考えることができるものである。 Further, in order to allow rotation of the driven body in the steerable state, the driving body contacts the driven body except for the pins when the operation amount is not between the first operation amount and the second operation amount. It is desirable to have a shape that does not occur. In such a driving body, in the steerable state, for example, the outer peripheral portion of the driven body comes into contact with the outer peripheral portion of the driving body, so that the rotation of the driven body is not hindered. Therefore, in the case of the driving body of the present steering system in which the locking portion has an arc shape, the portion other than the locking portion is a notched portion, that is, a portion that is shaped like a circular arc. Is desirable. By making the prime mover in such a shape, the prime mover does not contact the follower except for the pins in the steering-permitted state, and the rotation of the follower is not hindered. Note that the output shaft rotation prohibiting mechanism using the arc-shaped locking portion and the locked portion formed in a curved shape in which the locking portion fits is considered as a mechanism using a part of the Geneva mechanism. It is something that can be done.
(6)前記回転伝達機構が、ジェネバ機構とされた(2)項ないし(5)項のいずれか1つに記載のステアリングシステム。 (6) The steering system according to any one of (2) to (5), wherein the rotation transmission mechanism is a geneva mechanism.
本ステアリングシステムの回転伝達機構は、ジェネバ機構とされているため、前述の回転伝達機構が有する種々の構成を有していると考えることができる。つまり、本ステアリングシステムの回転伝達機構は、ピンがスロットに進入することで原動体と従動体とが係合し、また、ピンがスロットから脱出している場合には、被係止部を有する従動体の回転が禁止される一方で、係止部を有する原動体の回転が許容されるように構成されている。 Since the rotation transmission mechanism of the present steering system is a geneva mechanism, it can be considered that the rotation transmission mechanism has various configurations. That is, the rotation transmission mechanism of the present steering system has a locked portion when the driving body and the driven body are engaged when the pin enters the slot, and the pin is removed from the slot. While the driven body is prohibited from rotating, the driving body having the locking portion is allowed to rotate.
(7)前記転舵装置が車輪を転舵させるための動力源を有し、
前記操作依拠転舵実現手段が、前記操作部材の操作量を検出する操作量検出器と、前記操作量に基づいて前記動力源を制御する制御装置とによって構成されており、
前記制御装置が、前記操作量が前記第1操作量と前記第2操作量との間にある場合に、前記車輪を転舵させないように前記動力源を制御する(1)項に記載のステアリングシステム。
(7) The turning device has a power source for turning the wheels,
The operation-based steering realizing means is configured by an operation amount detector that detects an operation amount of the operation member, and a control device that controls the power source based on the operation amount,
The steering according to (1), wherein the control device controls the power source so as not to steer the wheel when the operation amount is between the first operation amount and the second operation amount. system.
本ステアリングシステムは、所謂、ステアバイワイヤ型のステアリングシステムになっていると考えることができる。つまり、本ステアリングシステムでは、例えば、センサ等の操作量検出器と、モータ等の動力源とが設けられており、制御装置が、操作量に基づいて、車輪を転舵させたり、車輪を転舵させないようにモータを作動させるように制御することになる。なお、転舵装置では、減速機等を介して、動力源が車輪を転舵させるように構成されていてもよい。減速機を使用する場合、それの減速比が比較的大きく、つまり、逆効率が比較的大きくされているのが望ましい。そのような減速機であれば、転舵中断状態において、車輪を転舵させようとする外力が車輪に作用した場合でも、比較的小さな動力で車輪の転舵を禁止することができる。 It can be considered that the present steering system is a so-called steer-by-wire type steering system. That is, in this steering system, for example, an operation amount detector such as a sensor and a power source such as a motor are provided, and the control device steers the wheel or turns the wheel based on the operation amount. The motor is controlled so as not to be steered. In the steering device, the power source may be configured to steer the wheels via a reduction gear or the like. When a reduction gear is used, it is desirable that its reduction ratio is relatively large, that is, the reverse efficiency is relatively large. With such a speed reducer, it is possible to prohibit the turning of the wheel with a relatively small power even when an external force for turning the wheel acts on the wheel in the steering interruption state.
(8)前方に位置して転舵させられる1つの前方転舵輪と、後方に位置して転舵させられる1つの後方転舵輪と、それら前方転舵輪と後方転舵輪との中間において左右にそれぞれ配設される2つの非転舵輪とを備えた車両において、
前記前方転舵輪と前記後方転舵輪との少なくとも一方を転舵させるために前記車両に装備された前記(1)項ないし(7)項のいずれか1つに記載のステアリングシステム。
(8) One forward steered wheel positioned forward and steered, one rear steered wheel positioned rearward and steered, and left and right between the front steered wheel and the rear steered wheel, respectively In a vehicle having two non-steered wheels arranged,
The steering system according to any one of (1) to (7), wherein the vehicle is equipped to steer at least one of the front steered wheels and the rear steered wheels.
本項の態様によれば、4つの車輪が菱形の頂点に配置されているような前述の車両の2つの転舵輪の少なくとも一方が、前述のステアリングシステムのいずれかによって転舵されることになる。2つの転舵輪の他方は、前述のステアリングシステムのいずれかによって転舵されてもよいし、あるいは、一方の転舵輪を転舵するステアリングシステムと連動して作動する機構のようなものによって転舵されてもよい。上記の車両がそのような構成とされていれば、この車両は、その場で旋回することができ、また、車両の走行を不安定にさせるような車輪の転舵を防止することができる。 According to the aspect of this section, at least one of the two steered wheels of the vehicle in which the four wheels are arranged at the apex of the rhombus is steered by any of the aforementioned steering systems. . The other of the two steered wheels may be steered by any of the aforementioned steering systems, or may be steered by something like a mechanism that operates in conjunction with a steering system that steers one steered wheel. May be. If the above-described vehicle has such a configuration, the vehicle can turn on the spot, and can prevent the wheel from being steered so that the traveling of the vehicle becomes unstable.
以下、請求可能発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記の実施例および変形例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。 Hereinafter, embodiments of the claimable invention will be described in detail with reference to the drawings. The claimable invention is not limited to the following examples and modifications, and can be implemented in various modes with various changes and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
≪ステアリングシステム搭載車両の構成≫
図1には、実施例のステアリングシステム10を搭載する車両12が模式的に示されている。本車両12は、4つの車輪14を有しており、それら4つの車輪14は、それぞれ、菱形の頂点に位置するようにして配置されている。詳しく言えば、車両12は、車両の前方側に配設された前輪14Fと、車両の後方側に配設された後輪14Rと、前輪14Fと後輪14Rとの中間において車両の左側に配設された左輪14MLと、右側に配設された右輪14MRとを有している。詳しい説明は省略するが、車両12には、4つの車輪14の各々に対応して、サスペンション装置およびブレーキ装置が設けられている。4つの車輪14のうちの左輪14MLおよび右輪14MRは、本車両における駆動輪とされている。左輪14MLおよび右輪14MRの各々には、駆動源としてのモータを有する駆動装置が設けられている。詳しい説明は省略するが、駆動装置は、運転者のアクセル操作に応じたモータ力により、左輪14MLおよび右輪14MRを駆動する。また、駆動装置は、左輪14MLおよび右輪14MRを、それぞれ、独立して駆動することができるように構成されている。前輪14F,後輪14Rは、それぞれ、本車両12における転舵輪とされている。なお、図1は、前輪14Fおよび後輪14Rが転舵されていない状態、つまり、車両12が直進する状態を示している。
≪Configuration of vehicle with steering system≫
FIG. 1 schematically shows a
本車両12は、前輪14F,後輪14Rをそれぞれ90°、つまり、真横を向くように転舵させれば、その場で旋回することができるという特徴を持っている。なお、そのように旋回する場合、左輪14MLおよび右輪14MRを互いに異なる方向に回転駆動する必要があり、車両12には、左輪14MLおよび右輪14MRをそれぞれそのように回転させるためのスイッチが、運転席の近傍に設けられている。一方、車両12が走行している際に、前輪14F,後輪14Rが真横を向くまで、あるいは、相当に大きく転舵された場合には、車両12は、横滑り等の不安定な走行状態に陥ってしまう危険性がある。
The
≪ステアリングシステムの構成≫
図2には、前輪14Fを転舵させるためのステアリングシステム10が概略的に示されている。ステアリングシステム10は、大まかには、運転者による操作が入力される操作装置16と、前輪14Fを回転可能に保持しつつ、その前輪14Fを転舵させる前輪転舵装置18と、操作装置16に入力された操作を前輪転舵装置18に伝達する伝達装置20とによって構成されている。
≪Steering system configuration≫
FIG. 2 schematically shows the
操作装置16は、車体に固定されるハウジング22と、そのハウジング22に回転可能に保持された操作シャフト24と、その操作シャフト24の一端部に固定されたステアリングホイール26とを含んで構成されている。ステアリングホイール26は、運転者によって操作される操作部材とされており、その操作に応じて操作シャフト24は回転することになる。また、操作装置16は、操作シャフト24の他端部に自身の一端部が連結された中間シャフト28と、その中間シャフト28の他端部に自身の一端部が連結され、伝達装置20に他端部が連結された伝達シャフト30とを有している。なお、これらのシャフトの連結には、ユニバーサルジョイントが用いられている。ハウジング22の前方には、ステアリングホイール26の回転を助勢するための助勢装置34が取り付けられている。詳しい説明は省略するが、助勢装置34は、モータを有しており、運転者のステアリングホイール26を操作する力に応じたモータ力を発生させる。そのモータ力は操作シャフト24に付与され、運転者によるステアリングホイール26の回転操作が助勢される。つまり、助勢装置34によって、所謂パワーステアリング装置が構成されているのである。
The operating
前輪転舵装置18は、一端部においてアクスルシャフトを保持する一対の車輪保持コラム36と、その車輪保持コラム36の各々の他端部を保持するブリッジ38と、一端部がブリッジ38の中央部に立設されたコラムシャフト40とを含んで構成されている。前輪14Fは、一対の車輪保持コラム36に渡されたアクスルシャフトによって回転可能に保持されている。コラムシャフト40は、車体に固定されたシャフト保持器42によって回転可能に保持されている。このように構成された前輪転舵装置18によって、前輪14Fは、コラムシャフト40が回転させられると転舵することになる。また、詳しい説明は省略するが、車輪保持コラム36の各々には、圧縮コイルスプリングとオイルダンパとが内蔵されており、前輪転舵装置18は、前輪14Fを車体に対して弾性的に支持するためのサスペンション装置としての機能も有している。なお、コラムシャフト40の他端部には、径方向に飛び出す2つの被係止ピン44が設けられており、それら2つの被係止ピン44は、コラムシャフト40が回転すると、シャフト保持部42に設けられた係止板46に当接する。その当接のため、コラムシャフト40は、前輪14Fが直進する状態から90°を超えて転舵するように回転することはない。言わば、2つの被係止ピン42と係止板46とによって、前輪14Fの過度の転舵を禁止するストッパ機構が構成されているのである。
The front
また、車両12には、後輪14Rを転舵させる後輪転舵装置48も設けられている。後輪転舵装置48は、前輪転舵装置18と同様の構成とされており、後輪14Rはコラムシャフト50が回転させられると転舵することになる。この後輪転舵装置48は、前輪転舵装置18に連結されることで、前輪転舵装置18と連動して後輪14Rを転舵させることが可能となっている。具体的に説明すると、前輪転舵装置18のコラムシャフト40には、ワイヤを掛けることが可能な溝が周囲に形成された前輪側プーリ52が固定されている。一方、後輪転舵装置48のコラムシャフト50には、前輪側プーリ52と同じ大きさの後輪側プーリ54が固定されている。前輪側プーリ52には、前輪転舵装置18と後輪転舵装置48とを連結する2つのワイヤ56の一端が、それぞれ、コラムシャフト40を挟んで左右に固定されている。後輪側プーリ54には、先の2つのワイヤ56の他端が、それぞれ、コラムシャフト50を挟んで左右に固定されている。なお、2つのワイヤ56は、途中で互いに交差するようにして前輪側プーリ52および後輪側プーリ54にそれぞれ固定されている。このようにして2つのワイヤ56によって連結された前輪側プーリ52および後輪側プーリ54によって、前輪転舵装置18のコラムシャフト40が回転すると、後輪転舵装置48のコラムシャフト50は、コラムシャフト40の回転方向とは逆の方向へと回転することになる。言わば、車両12では、前輪側プーリ52,後輪側プーリ54,2つのワイヤ56によって、前輪14Fと連動して後輪14Rを転舵させる機構が構成されているのである。
The
伝達装置20は、所謂、ジェネバ機構と考えることができるものとなっている。伝達装置29は、操作装置16の伝達シャフト30に固定された操作側ギヤ60と、前輪転舵装置18のコラムシャフト40に固定された転舵側ギヤ62とを含んで構成されている。操作側ギヤ60は、言わば、形状の異なる2つの板を重ね合わせたような構造とされており、自身の中心を伝達シャフト30の回転軸線が貫く円板形状とされた下方板部64と、その下方板部64の上面に重なるようにして設けられた上方板部66とを有している。上方板部66は、伝達シャフト30の回転軸線を中心とする円弧形状に形成されつつ、一部がその円弧を切り欠くような形状に形成されている。また、操作側ギヤ60の上方板部66の側方かつ下方板部64の上面、換言すれば、操作側ギヤ60の回転軸線からずれた位置には、その回転軸線と平行な方向に延びるピン68が立設されている。
The
一方、転舵側ギヤ62には、自身の回転軸線を中心として放射状に形成された4つのスロット74が、周方向において等間隔、つまり、90°間隔でそれぞれ形成されている。各スロット74は、転舵側ギヤ62の外周部において開口しており、各スロット74の幅は、ピン68の直径よりも若干大きくされている。また、転舵側ギヤ62の外周部は、4つのスロット74の開口が形成される部分以外では、転舵側ギヤ62の中心方向に凹むようにして形成されている。したがって、転舵側ギヤ62は、各スロット74の開口が径方向において突出するような形状とされている。なお、転舵側ギヤ62の凹んでいる部分は、それぞれ、上方板部66の円弧形状の部分が嵌る曲線形状に形成されている。
On the other hand, in the steered
伝達装置20では、上記の操作側ギヤ60と転舵側ギヤ62とが、各々の一部が重なるようにして配置されている。より詳しく言うと、操作側ギヤ60の下方板部64の上方かつ上方板部66の側方において、操作側ギヤ60の一部と転舵側ギヤ62の一部とが重なるように、操作側ギヤ60と転舵側ギヤ62とは配置されている。また、前輪14Fおよび後輪14Rが転舵されていない場合に、ピン68が、伝達シャフト30の中心軸線とコラムシャフト40の中心軸線とを結ぶ線上に位置し、かつ、転舵側ギヤ62の4つのスロット74のいずれか1つの内部に位置する状態(図1,2に示す状態)となるように、操作側ギヤ60と転舵側ギヤ62とは、それぞれ、伝達シャフト30とコラムシャフト40とに固定されている。
In the
このように配設された操作側ギヤ60と転舵側ギヤ62とにおいて、ステアリングホイール26が操作されて伝達シャフト30が回転すると、ピン68がスロット74に引っ掛っているため、コラムシャフト40が回転させられることになる。つまり、その引っ掛かりによって、操作側ギヤ60と転舵側ギヤ62とは互いに係合しており、伝達シャフト30の回転がコラムシャフト40に伝達されることになる。つまり、伝達装置20では、操作側ギヤ60が入力シャフトである伝達シャフト30とともに回転する原動体に、転舵側ギヤ62が出力シャフトであるコラムシャフト40とともに回転する従動体になっており、伝達装置20は、それら操作側ギヤ60と転舵側ギヤ62とが係合して伝達シャフト30の回転をコラムシャフト40に伝達させる回転伝達機構となっている。そのため、運転者がステアリングホイール26を操作すると、前輪14Fは転舵させられることになる。したがって、伝達装置20は、ステアリングホイール26の操作に応じて前輪転舵装置18による前輪18の転舵を実現させる操作依拠転舵実現手段になっているのである。なお、コラムシャフト40の回転に伴って前輪側プーリ52が回転させられると、ワイヤ56が引っ張られるため、後輪側プーリ54が回転させられる。つまり、前輪14Fの転舵とともに、後輪14Rが転舵させられることになる。
When the
図3は、ステアリングホイール26を操作されていない状態から左方向に回転させていく場合の操作側ギヤ60および転舵側ギヤ62の各々の回転する様子を示す図である。図3(a)は、前輪14Fが転舵されていない状態、つまり、ステアリングホイール26が中立位置にある際の状態を示している。中立位置からステアリングホイール26を左回転させていくと、ピン68は、操作側ギヤ60の回転軸線を中心とする円形の周回軌道(図3では破線で示されている)上を移動することになる。したがって、操作側ギヤ60および転舵側ギヤ62の回転に伴って、ピン68は、図3(b)に示すように、自身が内部に位置するスロット74の開口に向かって移動していくことになる。ステアリングホイール26をさらに左回転させると、ピン68は、図3(c)に示すように、自身が内部に位置していたスロット74の開口に到達し、そのスロット74から脱出することになる。つまり、操作側ギヤ60および転舵側ギヤ62が、それぞれ、図3(c)に示す回転位置となった状態で、操作側ギヤ60と転舵側ギヤ62との係合が解除されることになる。したがって、ステアリングホイール26がさらに左回転させられても、図3(d)に示すように、転舵側ギヤ62の回転位置は図3(c)に示す回転位置から変化せず、操作側ギヤ60だけが回転することになる。さらに、図3(e)に示す状態となるまでステアリングホイール26が左回転させられると、ピン68は、先の図3(c)に示す状態で脱出したスロット74とは別のスロット74の開口に移動させられる。したがって、ステアリングホイール26がさらに左回転させられると、図3(f)に示すように、ピン68はその別のスロット74内に進入し、ピン68がその別のスロット74に引っ掛っている状態となる。つまり、伝達シャフト30の回転がコラムシャフト40に再び伝達されることになり、ステアリングホイール26の操作によって、前輪14F,後輪14Rを再び転舵させることができるのである。
FIG. 3 is a diagram illustrating how the operating
また、図3(c)から(e)に示す状態では、操作側ギヤ60の上方板部66の円弧形状の部分と転舵側ギヤ62の凹んでいる部分とが互いに向かい合うように、操作側ギヤ60および転舵側ギヤ62はそれぞれ回転させられている。操作側ギヤ60の円弧形状の部分は、転舵側ギヤ62の凹んでいる部分に嵌まる凸形状とされた部分と考えることができ、操作側ギヤ60の円弧形状の部分と転舵側ギヤ62の凹んでいる部分とが互いに向かい合う状態で、操作側ギヤ60の円弧形状の部分は転舵側ギヤ62の凹んでいる部分に嵌まることになる。そのため、図3(c)から(e)に示す状態では、転舵側ギヤ62の凹んでいる部分が操作側ギヤ60の円弧形状の部分に当接し、コラムシャフト40の回転は禁止されることになる。言わば、操作側ギヤ60の円弧形状の部分は係止部になっており、転舵側ギヤ62の凹んでいる部分は、操作側ギヤ60の円弧形状の部分に係止される被係止部になっていると考えることができる。また、伝達装置20では、転舵側ギヤ62の凹んでいる部分と操作側ギヤ60の円弧形状の部分とによって、出力シャフトであるコラムシャフト40の回転を禁止する出力シャフト回転禁止機構が構成されていると考えることができる。したがって、図3(c)から(e)に示す状態では、例えば、前輪14Fが段差等を通過し、前輪14Fを転舵させるように作用する外力が発生しても、前輪14Fが回転させられることはなく、それに伴って、後輪14Rが回転させられることもない。
Further, in the state shown in FIGS. 3C to 3E, the
一方、図3(c)から(e)に示す状態、つまり、転舵側ギヤ62の凹んでいる部分に操作側ギヤ60の円弧形状の部分が向かい合っている状態においても、操作側ギヤ60は、円弧形状の部分を転舵側ギヤ62の凹んでいる部分に摺接させながら回転することができる。つまり、ステアリングホイール26の操作は許容されることになる。また、図3(b)および(f)に示すような状態、つまり、ピン68がスロット74内に位置する状態で、操作側ギヤ60の切り欠かれた部分は、転舵側ギヤ62のスロット74の開口が位置する部分、つまり、操作側ギヤ60の径方向において突出する部分から離間するように形成されている。したがって、ピン68がいずれかのスロット74内に位置する場合には、操作側ギヤ60は、ピン68を除いて転舵側ギヤ62に接することはなく、転舵側ギヤ62の回転が妨げられることはない。
On the other hand, even in the state shown in FIGS. 3C to 3E, that is, in the state where the arc-shaped portion of the
なお、ステアリングホイール26を操作されていない状態から右回転させていくと、操作側ギヤ60と転舵側ギヤ62とは、左回転の場合と同様に、それらの係合が解除され、再び係合することになる。
If the
図4は、横軸がステアリングホイール26の操作量とされ、縦軸が前輪14Fの転舵量とされた座標において、本ステアリングシステム10によって実現される操作量と転舵量との関係を示すグラフである。このグラフが示すように、伝達装置20では、車両12が直進する状態の近辺において、転舵許容状態、つまり、ステアリングホイール26の操作に応じて前輪14Fの転舵が許容される状態が実現される。ステアリングホイール26が第1操作量、つまり、図3(c)に示すように、ピン68がスロット74の開口に位置する状態まで操作されると、伝達装置20では、転舵中断状態、つまり、ステアリングホイール26の操作に対する前輪14Fの転舵が中断される状態が実現される。そして、ステアリングホイール26が第1操作量よりも大きな操作量である第2操作量、つまり、図3(e)に示すように、ピン68が先のスロット74とは別のスロット74の開口に位置する状態まで操作されると、伝達装置20では、再び転舵許容状態が実現される。換言すれば、本ステアリングシステム10では、第1操作量と第2操作量との間が、ステアリングホイール26の操作に対して前輪14Fを転舵させない不感帯とされているのである。なお、転舵許容状態において、操作側ギヤ60と転舵側ギヤ62とが共に回転すると、ピン68がスロット74内でスロット74の延びる方向に移動することになる。したがって、ピン68の移動に伴って、操作側ギヤ60と転舵側ギヤ62とが係合する位置は変化することになる。そのため、操作側ギヤ60の回転量と転舵ホイール62の回転量との比、つまり、ステアリングホイール26の操作量と前輪14Fの転舵量との比は、図4の転舵許容状態において示すように、ステアリングホイール26の操作量に応じて変化することになる。
FIG. 4 shows the relationship between the operation amount and the turning amount realized by the
したがって、本ステアリングシステム10は、ステアリングホイール26が第1操作量まで操作された段階で、前輪14Fの転舵を制限することになる。そのため、本ステアリングシステム10によれば、車両の走行中に、運転者が第1操作量を超えてステアリングホイール26を操作しても、車両12の走行を不安定にさせるような前輪14Fおよび後輪14Rの転舵を防止することができる。また、必要に応じ、ステアリングホイール26を第2操作量を超えて操作すれば、前輪14Fおよび後輪14Rを再び転舵させることができ、前輪14Fおよび後輪14Rを90°、つまり、真横を向くまで転舵させることができる。したがって、本車両12をその場で旋回させたい状況においては、前輪14Fおよび後輪14Rを真横を向くまで転舵させ、車両12をその場で旋回させることができる。
Therefore, the
≪ステアリングシステム搭載車両の構成≫
図5には、変形例のステアリングシステム80が概略的に示されている。ステアリングシステム80は、第1実施例のステアリングシステム10と同様に、車両12の前輪14Fを転舵させるためのステアリングシステムとなっている。ステアリングシステム80は、それの構成の多くが第1実施例のステアリングシステム10と同じとなっている。そのため、以下のステアリングシステム80に関する説明において、第1実施例のステアリングシステム10と同様の機器や構成等については、明細書の簡略化のため、説明を省略する。
≪Configuration of vehicle with steering system≫
FIG. 5 schematically shows a modified
≪ステアリングシステムの構成≫
ステアリングシステム80は、大まかには、運転者による操作が入力される操作装置82と、前輪14Fを回転可能に保持しつつ、その前輪14Fを転舵させることができる前輪転舵装置84と、操作装置82に入力された操作に応じて前輪転舵装置84を作動させるように制御するステアリングECU86とによって構成されている。
≪Steering system configuration≫
The
操作装置82は、ハウジング22の前方において、反力付与モータ88を有している。ステアリングホイール26と反力付与モータ88とは、ハウジング22内で回転可能に保持される入力シャフトによって連結されている。詳細な説明は省略するが、反力付与モータ88は、ステアリングホイール26が操作されると、ステアリングホイール26に抗する回転力を発生させる。その回転力は、入力シャフトを介してステアリングホイール26に付与される。つまり、回転力は、ステアリングホイール26の操作に対する操作反力としてステアリングホイール26に付与されることになる。
The operating
前輪転舵装置84は、動力源として車体に固定された転舵モータ90と、転舵モータ90のモータ軸に固定されたウォーム92と、ウォーム92と噛み合う状態でコラムシャフト40に固定されたウォームホイール94とを有している。つまり、前輪転舵装置84では、ウォーム92とウォームホイール94とによってウォームギヤ機構が構成されている。ウォームギヤ機構は減速機として機能し、転舵モータ90の回転は、減速されてコラムシャフト40に伝達される。つまり、コラムシャフト40は、転舵モータ90の回転する速度に対して減速された速度で回転し、前輪14Fは、その回転に伴って転舵することになる。なお、ウォーム92とウォームホイール94とによって構成されるウォームギヤ機構は、逆効率が比較的大きくされている。そのため、前輪14Fを転舵させようとする外力が前輪14Fに作用しても、転舵モータ90において比較的小さなモータ力を発生させるだけで、その外力による前輪14Fの転舵を禁止することができる。なお、図示を省略するが、後輪14Rを回転可能に保持する後輪転舵装置は、前輪転舵装置84と同様の構成とされており、後輪転舵装置の有する転舵モータの回転によって後輪14Rは転舵させられる。
The front
ステアリングシステム80は、ステアリングホイール26の操作量を検出するための操作量センサ96を有しており、その操作量センサ96はステアリングECU86に接続されている。操作量センサ96は、操作装置82のハウジング22に設けられており、操作量検出器として、入力シャフトの回転位置に基づいてステアリングホイール26の操作量を検出する。また、ステアリングECU86は、前輪転舵装置84の転舵モータ90にも接続されており、制御装置として、操作量センサ96から出力される信号に基づいて、転舵モータ90にそれを作動させるための信号を出力する。つまり、操作量センサ96とステアリングECU86とによって、ステアリングホイール26の操作に応じて前輪転舵装置84による前輪14Fの転舵を実現させる操作依拠転舵実現手段が構成されている。ちなみに、後輪転舵装置の有する転舵モータもステアリングECU86に接続されており、その転舵モータには、後輪14Rを前輪14Fとは逆の方向に同じ量だけ転舵させるように作動させるための信号が出力される。また、反力付与モータ88もステアリングECU86に接続されており、ステアリングホイール26の操作に応じた操作反力を発生させるように、反力付与モータ88にそれを作動させるための信号を出力する。
The
上述のように構成されたステアリングシステム80では、操作量センサ96の検出する検出量に基づいて、ステアリングホイール26の操作量と前輪14の転舵量とが、図4のグラフに示す関係となるように、ステアリングECU86は、転舵モータ90に信号を出力する。つまり、車両12が直進する状態の近辺では、転舵許容状態が実現され、ステアリングホイール26が第1操作量に操作されると転舵中断状態が実現され、第1操作量よりも大きな操作量である第2操作量に操作されると再び転舵許容状態が実現されるように、転舵モータ90は作動させられる。
In the
したがって、本ステアリングシステム80は、ステアリングホイール26が第1操作量まで操作された段階で、前輪14Fの転舵を制限することになる。そのため、本ステアリングシステム80によれば、車両12の走行中に、運転者が第1操作量を超えてステアリングホイール26を操作しても、車両12の走行を不安定にさせるような前輪14Fおよび後輪14Rの転舵を防止することができる。また、必要に応じ、ステアリングホイール26を第2操作量を超えて操作すれば、前輪14Fおよび後輪14Rを再び転舵させることができ、前輪14Fおよび後輪14Rを90°、つまり、真横を向くまで転舵させることができる。したがって、本車両12をその場で旋回させたい状況においては、前輪14Fおよび後輪14Rを真横を向くまで転舵させ、車両12をその場で旋回させることができる。
Accordingly, the
10:ステアリングシステム 14:車輪 16:操作装置 18:前輪転舵装置(転舵装置) 20:伝達装置(回転伝達機構,操作依拠伝達手段) 26:ステアリングホイール(操作部材) 30:伝達シャフト(入力シャフト) 40:コラムシャフト(出力シャフト) 60:操作側ギヤ(原動体) 62:転舵側ギヤ(従動体) 68:ピン 74:スロット 80:ステアリングシステム 82:操作装置 84:前輪転舵装置(転舵装置) 86:ステアリングECU(制御装置,操作依拠伝達手段) 90:転舵モータ(動力源) 96:操作量センサ(操作量検出器,操作依拠伝達手段) 10: Steering system 14: Wheel 16: Operation device 18: Front wheel steering device (steering device) 20: Transmission device (rotation transmission mechanism, operation-based transmission means) 26: Steering wheel (operation member) 30: Transmission shaft (input) Shaft) 40: Column shaft (output shaft) 60: Operation side gear (prime body) 62: Steering side gear (driven body) 68: Pin 74: Slot 80: Steering system 82: Operating device 84: Front wheel steering device ( Steering device) 86: Steering ECU (control device, operation-dependent transmission means) 90: Steering motor (power source) 96: Operation amount sensor (operation amount detector, operation-based transmission means)
Claims (8)
運転者によって操作される操作部材を有する操作装置と、
車輪を回転可能に保持しつつ、その車輪を転舵させる転舵装置と、
前記操作部材の操作に応じて前記転舵装置による前記車輪の転舵を実現させる操作依拠転舵実現手段と
を有し、
前記操作依拠転舵実現手段が、車両が直進する状態からの前記操作部材の操作量が、第1操作量と、その第1操作量よりも大きな第2操作量との間にある場合には、前記操作部材の操作に拘らず前記車輪を転舵させないように構成されたステアリングシステム。 A steering system for turning wheels by a driver's operation,
An operating device having an operating member operated by a driver;
A steering device that steers the wheel while holding the wheel rotatably,
Operation-based steering realizing means for realizing the steering of the wheel by the steering device according to the operation of the operating member,
When the operation-based steering realizing means has an operation amount of the operation member from a state in which the vehicle goes straight between a first operation amount and a second operation amount larger than the first operation amount. A steering system configured not to steer the wheel regardless of the operation of the operation member.
前記転舵装置が、自身の回転によって前記車輪を転舵させる出力シャフトを有し、
前記操作依拠転舵実現手段が、
前記入力シャフトとともに回転する原動体と、前記出力シャフトとともに回転する従動体とを有し、それら原動体と従動体とが係合して前記入力シャフトの回転を前記出力シャフトに伝達させる回転伝達機構とされており、
その回転伝達機構が、前記操作量が前記第1操作量と前記第2操作量との間にある場合に、前記原動体と前記従動体との係合が解除されるように構成された請求項1に記載のステアリングシステム。 The operating device has an input shaft coupled to the operating member and rotating in response to an operation of the operating member;
The steering device has an output shaft that steers the wheel by its rotation,
The operation-based steering realizing means is
A rotation transmission mechanism that has a driving body that rotates together with the input shaft and a driven body that rotates together with the output shaft, and that the driving body and the driven body engage with each other to transmit the rotation of the input shaft to the output shaft. And
The rotation transmission mechanism is configured to release the engagement between the driving body and the driven body when the operation amount is between the first operation amount and the second operation amount. Item 2. The steering system according to Item 1.
前記原動体が、前記原動体の回転軸線からずれた位置でその回転軸線と平行な方向に延びて前記入力シャフトの回転に伴って前記原動体の回転軸線の周囲を回るピンを有し、
前記従動体が、その従動体の回転軸線を中心として放射状に形成されてそれぞれが前記従動体の外周部において開口する複数のスロットを有し、
前記回転伝達機構が、
前記ピンが、前記複数のスロットのうちの1つに進入することで前記原動体と前記従動体とが係合し、前記ピンが前記複数のスロットのうちの1つから脱出することで前記原動体と前記従動体との係合が解除されるように構成されており、かつ、
車両が直進する状態において前記ピンが前記複数のスロットのうちの1つの内部に位置し、前記操作部材が前記第1操作量まで操作された場合に、前記ピンが前記複数のスロットのうちの1つから脱出し、前記操作部材がさらに前記第2操作量まで操作された場合に、前記ピンが前記複数のスロットうちの1つとは別のスロットに進入するように構成された請求項2に記載のステアリングシステム。 The driving body and the driven body are arranged such that their respective rotation axes are parallel to each other,
The prime mover has a pin that extends in a direction parallel to the rotational axis at a position deviated from the rotational axis of the prime mover and rotates around the rotational axis of the prime mover as the input shaft rotates;
The follower has a plurality of slots formed radially around the rotation axis of the follower and each opening at an outer periphery of the follower;
The rotation transmission mechanism is
When the pin enters one of the plurality of slots, the driving body and the driven body engage with each other, and when the pin escapes from one of the plurality of slots, the original The moving body and the driven body are disengaged from each other; and
When the vehicle is traveling straight, the pin is positioned inside one of the plurality of slots, and the pin is one of the plurality of slots when the operation member is operated to the first operation amount. 3. The device according to claim 2, wherein the pin is configured to enter a slot different from one of the plurality of slots when the operation member is further operated to the second operation amount when the operation member is further operated to the second operation amount. Steering system.
前記回転伝達機構が、前記操作量が前記第1操作量と第2操作量との間にある場合に、前記被係止部と前記係止部とが互いに向かい合うように前記原動体および前記従動体がそれぞれ回転させられるように構成されており、
前記出力シャフト回転禁止機構が、前記操作量が前記第1操作量と第2操作量との間にある場合に、前記被係止部を前記係止部に当接させることで前記出力シャフトの回転を禁止するように構成された請求項4に記載のステアリングシステム。 The output shaft rotation prohibiting mechanism is provided on the prime mover and is formed in an arc shape centered on the rotation axis of the prime mover, and the follower is provided on the follower and the latching portion is fitted. A locked portion formed in a curved shape,
In the rotation transmission mechanism, when the operation amount is between the first operation amount and the second operation amount, the driving body and the driven body are arranged such that the locked portion and the locking portion face each other. Each body is configured to be rotated,
When the operation amount is between the first operation amount and the second operation amount, the output shaft rotation prohibiting mechanism causes the output portion of the output shaft to come into contact with the engagement portion. The steering system according to claim 4, wherein the steering system is configured to inhibit rotation.
前記操作依拠転舵実現手段が、前記操作部材の操作量を検出する操作量検出器と、前記操作量に基づいて前記動力源を制御する制御装置とによって構成されており、
前記制御装置が、前記操作量が前記第1操作量と前記第2操作量との間にある場合に、前記車輪を転舵させないように前記動力源を制御する請求項1に記載のステアリングシステム。 The steering device has a power source for turning wheels,
The operation-based steering realizing means is configured by an operation amount detector that detects an operation amount of the operation member, and a control device that controls the power source based on the operation amount,
The steering system according to claim 1, wherein the control device controls the power source so as not to steer the wheel when the operation amount is between the first operation amount and the second operation amount. .
前記前方転舵輪と前記後方転舵輪との少なくとも一方を転舵させるために前記車両に装備された請求項1ないし請求項7のいずれか1つに記載のステアリングシステム。 One front steered wheel positioned forward and steered, one rear steered wheel positioned rearward and steered, and disposed between the front steered wheel and the rear steered wheel on the left and right, respectively. In a vehicle with two non-steering wheels
The steering system according to any one of claims 1 to 7, wherein the steering system is mounted on the vehicle to steer at least one of the front steered wheels and the rear steered wheels.
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