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JP4957359B2 - Steering device - Google Patents

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JP4957359B2
JP4957359B2 JP2007118065A JP2007118065A JP4957359B2 JP 4957359 B2 JP4957359 B2 JP 4957359B2 JP 2007118065 A JP2007118065 A JP 2007118065A JP 2007118065 A JP2007118065 A JP 2007118065A JP 4957359 B2 JP4957359 B2 JP 4957359B2
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Description

この発明は、車両用のステアリング装置に関する。   The present invention relates to a steering device for a vehicle.

車両用のステアリング装置においては、運転者の操舵負荷を軽減することを目的とした動力舵取装置が知られている。従来、動力舵取装置は、油圧式のパワーステアリング装置が広く使用されていた。しかしながら、近年の自動車の高効率化の傾向にしたがって、油圧式のパワーステアリング装置から、効率のよい電動パワーステアリング装置に置き換えられる場合が多くなってきている。   As a vehicle steering apparatus, a power steering apparatus for reducing a driver's steering load is known. Conventionally, hydraulic power steering devices have been widely used as power steering devices. However, in accordance with the recent trend toward higher efficiency of automobiles, there is an increasing number of cases where a hydraulic power steering apparatus is replaced with an efficient electric power steering apparatus.

電動パワーステアリング装置はステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいて操舵補助力を付与するモータを駆動するモータ電流指令値が演算され、モータ電流指令値に基づいてモータ電流が制御される構成を備えている。   The electric power steering apparatus has a configuration in which a motor current command value for driving a motor for applying a steering assist force is calculated based on a steering torque generated in a steering shaft, and the motor current is controlled based on the motor current command value. Yes.

一方、舵取り機構を備えた車両用のステアリング装置には、ステアリングホイールの操作により直接に舵取り機構を操作するもののほか、ステアリングホイールの操作で発生した操舵トルクに基づいて操舵補助力を付与するモータを駆動し、舵取り機構を操作するものがある。   On the other hand, in a vehicle steering apparatus equipped with a steering mechanism, a motor that applies steering assist force based on steering torque generated by operation of the steering wheel, in addition to directly operating the steering mechanism by operation of the steering wheel. Some drive and operate the steering mechanism.

図10は従来のピニオン・ラック式舵取り機構100の構成の一例を説明する図であって、エンジン101の回転出力は、変速機102、アクスル軸103を経てタイヤホイール104のハブに伝達され、タイヤ105を駆動する。   FIG. 10 is a diagram for explaining an example of the configuration of a conventional pinion-rack type steering mechanism 100. The rotation output of the engine 101 is transmitted to the hub of the tire wheel 104 via the transmission 102 and the axle shaft 103, and the tire 105 is driven.

アクスル軸103に略平行に、ステアリングギヤボックス105が配置されており、図示されていないが、内部にはピニオン・ラック機構が配置されている。ステアリングホイールから延長されたステアリングシャフト110の先端は、ピニオン・ラック機構のピニオンに連結され、ピニオンに噛合して車幅方向(ラック軸方向)に移動可能に配置されたラックの端部にはタイロッド106が接合されている。タイロッド106の端部であるタイロッドエンド107は、ボールジョイント108を介してナックルアーム109の一端に接続されており、ナックルアーム109の他端は、タイヤホイールを回転自在に保持するナックル110を経てタイヤホイール104に連結されている。   A steering gear box 105 is disposed substantially parallel to the axle shaft 103. Although not shown, a pinion rack mechanism is disposed therein. The tip of the steering shaft 110 extended from the steering wheel is connected to the pinion of the pinion / rack mechanism, and meshes with the pinion so as to be movable in the vehicle width direction (rack axial direction). 106 is joined. A tie rod end 107, which is an end of the tie rod 106, is connected to one end of a knuckle arm 109 via a ball joint 108, and the other end of the knuckle arm 109 passes through a knuckle 110 that rotatably holds a tire wheel. The wheel 104 is connected.

ステアリングシャフト110の回転によりピニオンが回転すると、ピニオンに噛合するラックを介してタイロッド106は車幅方向に移動する。タイロッド106の車幅方向の移動は、タイロッドエンド107、ボールジョイント108、ナックルアーム109、ナックル110を経てタイヤホイール104に伝達され、操向車輪を所望の方向に転舵する(特許文献1参照)。   When the pinion is rotated by the rotation of the steering shaft 110, the tie rod 106 moves in the vehicle width direction via the rack that meshes with the pinion. The movement of the tie rod 106 in the vehicle width direction is transmitted to the tire wheel 104 via the tie rod end 107, the ball joint 108, the knuckle arm 109, and the knuckle 110, and steers the steered wheel in a desired direction (see Patent Document 1). .

そして、電動パワーステアリング装置では、コラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置においては、ステアリングシャフトの途中に設けたウォーホイールをモータで駆動してステアリングシャフト110に操舵補助力を付与する構成となっており、ピニオンアシストタイプの電動パワーステアリング装置においては、前記ピニオンをモータで駆動してステアリングシャフト110に操舵補助力を付与する構成となっている。
特開2006−273144号公報
And, in the electric power steering device, in the column assist type electric power steering device, a warwheel provided in the middle of the steering shaft is driven by a motor to apply a steering assist force to the steering shaft 110, The pinion assist type electric power steering apparatus is configured to apply a steering assist force to the steering shaft 110 by driving the pinion with a motor.
JP 2006-273144 A

従来の舵取り機構では、ナックルアームの長さを長くすれば、梃子の原理で操向車輪の転舵操作を軽くすることができるから、パワーステアリング装置から供給する操舵補助力を、従来のものよりも少なく抑えることが可能となる。   In the conventional steering mechanism, if the length of the knuckle arm is increased, the steering operation of the steered wheel can be lightened by the lever principle. Can also be reduced.

しかしながら、タイロッドエンドとナックルアームとは、タイヤホイールの内側に接近する位置で連結されているから、タイヤホイールの最大転舵角付近では、タイロッドエンドとタイヤホイールとが干渉しやすくなる。このため、従来は、ナックルアームの長さは舵取り機構の設計において所定の一定の長さに設定されており、ステアリング操作の状況に応じてナックルアームの長さを長くして操向車輪の転舵操作を軽くしたり、操舵補助力を小さく抑えるという発想そのものがなかった。   However, since the tie rod end and the knuckle arm are connected at a position approaching the inside of the tire wheel, the tie rod end and the tire wheel are likely to interfere with each other in the vicinity of the maximum turning angle of the tire wheel. For this reason, conventionally, the length of the knuckle arm is set to a predetermined constant length in the design of the steering mechanism. The length of the knuckle arm is increased according to the state of the steering operation, and the steering wheel is rotated. There was no idea to lighten the rudder operation or keep the steering assist power small.

この発明は、ナックルアームの長さをステアリング操作の状況に応じて可変として、操向車輪の転舵操作を軽くし、操舵補助力を従来のものよりも少なく抑えることができるステアリング装置を提供することを目的とするものである。   The present invention provides a steering device in which the length of the knuckle arm is variable according to the state of the steering operation, the steering operation of the steered wheels is lightened, and the steering assist force can be suppressed to be less than that of the conventional one. It is for the purpose.

この発明は上記課題を解決するもので、請求項1の発明は、ステアリングホイールから延長されたステアリングシャフトの一端に装着されたピニオンと、車幅方向に摺動自在に保持されて前記ピニオンに噛合するラックと、前記ラックの車幅方向両端部に設けられたタイロッドと、前記タイロッドの先端部に連接されるタイロッドエンドと、タイヤホイールを回転自在に保持するナックルと、前記タイロッドエンドとナックルとを連結するナックルアームとを備えるステアリング装置において、前記ナックルアームはその長さを変更できるアクチュエータを備え、前記ステアリング装置は、車速が零又は極低速であって、且つ操舵トルクが予め設定された所定値以上であることが検出されたときは、アクチュエータを作動させ、車速と操舵角又は操舵トルクに応じて予め設定されたナックルアーム長に設定する制御装置を備えたことを特徴とするステアリング装置である。
The present invention solves the above-mentioned problems, and the invention of claim 1 includes a pinion attached to one end of a steering shaft extended from a steering wheel, and slidably held in the vehicle width direction and meshed with the pinion. Racks, tie rods provided at both ends of the rack in the vehicle width direction, tie rod ends connected to tip ends of the tie rods, knuckles that rotatably hold tire wheels, and tie rod ends and knuckles. A steering device comprising a knuckle arm to be connected, wherein the knuckle arm comprises an actuator whose length can be changed, and the steering device has a predetermined value at which the vehicle speed is zero or extremely low and the steering torque is preset. when it is detected that more, actuates the actuator, the vehicle speed and the steering angle Is a steering device characterized by comprising a control device for setting the knuckle arm length set in advance in accordance with the steering torque.

そして、前記ナックルアームが備えるアクチュエータは、ナックルアームの両端部の中間に装着された直線方向に伸縮可能な直動アクチュエータである。   And the actuator with which the said knuckle arm is provided is a linear motion actuator that can be expanded and contracted in the linear direction and is mounted in the middle of both ends of the knuckle arm.

また、前記制御装置は、車速が零又は極低速でないことが検出されたときは、予め設定された標準のナックルアーム長に設定するものとする。   Further, when it is detected that the vehicle speed is not zero or extremely low, the control device sets a preset standard knuckle arm length.

以上説明したとおり、この発明に係るステアリング装置は、ナックルアームの長さを変更できるアクチュエータを備えており、車速と操舵角又は操舵トルクに応じて予め設定されたナックルアーム長に設定することができるものである。   As described above, the steering device according to the present invention includes an actuator capable of changing the length of the knuckle arm, and can be set to a knuckle arm length set in advance according to the vehicle speed and the steering angle or steering torque. Is.

この構成により、車速が零又は極低速であって、且つ操舵角が大きい場合、或いは車速が零又は極低速であって、且つ操舵トルクが大きい場合、例えば、車両を車庫入れする場合など据切り操舵をするような場合においては、ナックルアームの長さを長くすることにより、梃子の原理で重い転舵操作を軽減することができ、パワーステアリング装置においてラックエンド付近での操舵補助力の不足が予想される場合においても、運転者に操舵補助力の不足を感じさせることがない。   With this configuration, when the vehicle speed is zero or extremely low and the steering angle is large, or when the vehicle speed is zero or extremely low and the steering torque is large, for example, when the vehicle is put in a garage, In the case of steering, by increasing the length of the knuckle arm, heavy steering operation can be reduced by the lever principle, and in the power steering device, the steering assist force is insufficient in the vicinity of the rack end. Even in an expected case, the driver does not feel the lack of steering assist force.

以下、この発明の実施の形態のステアリング装置について説明する。図1は、この発明を実施するに適したステアリング装置の一例であるコラムアシストタイプのラックアンドピニオン式ステアリング装置の構成を示す全体斜視図である。   Hereinafter, a steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an overall perspective view showing a configuration of a column assist type rack and pinion type steering device which is an example of a steering device suitable for carrying out the present invention.

図1に示すコラムアシストタイプのラックアンドピニオン式ステアリング装置は、ステアリングコラム2の中間部に取り付けたモータ3の操舵補助力を、上部軸4a、ユニバーサルジョイント4b、中間軸4c、ユニバーサルジョイント4dを経て下部軸4eに付与し、ステアリングギヤボックス5の内部に配置された図示されていないラックを車幅方向に移動させ、タイロッド6を介して舵輪を操舵する。   In the column assist type rack and pinion type steering device shown in FIG. 1, the steering assist force of the motor 3 attached to the intermediate portion of the steering column 2 is passed through the upper shaft 4a, the universal joint 4b, the intermediate shaft 4c, and the universal joint 4d. A rack (not shown) disposed in the steering gear box 5 is applied to the lower shaft 4e and moved in the vehicle width direction to steer the steered wheel via the tie rod 6.

図2は、図1に示すラックアンドピニオン式ステアリング装置の動力伝達装置及び舵取り装置の構成の一例を説明する図、図3は、図2のタイロッド6とタイヤホイール14との連結部の構成を説明する図である。   FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the configuration of the power transmission device and the steering device of the rack and pinion type steering device shown in FIG. 1, and FIG. 3 shows the configuration of the connecting portion between the tie rod 6 and the tire wheel 14 of FIG. It is a figure explaining.

エンジン11の回転出力は、変速機12、アクスル軸13を経てタイヤホイール14のハブに伝達され、タイヤ15を駆動する。アクスル軸13に略平行に、車幅方向に延びたステアリングギヤボックス5が配置され、内部に配置されたラックの端部にはタイロッド6が接合されている。   The rotational output of the engine 11 is transmitted to the hub of the tire wheel 14 via the transmission 12 and the axle shaft 13 to drive the tire 15. A steering gear box 5 extending in the vehicle width direction is disposed substantially parallel to the axle shaft 13, and a tie rod 6 is joined to an end portion of the rack disposed inside.

タイロッド6の端部であるタイロッドエンド6aは、ボールジョイント23を介してナックルアーム24の一端24aに接続されている。また、ナックルアーム24の他端24bは、タイヤホイールを回転自在に保持するナックル25を経てタイヤホイール14に連結されている。   A tie rod end 6 a that is an end portion of the tie rod 6 is connected to one end 24 a of the knuckle arm 24 via a ball joint 23. The other end 24b of the knuckle arm 24 is connected to the tire wheel 14 through a knuckle 25 that rotatably holds the tire wheel.

ナックルアーム24の一端24aと他端24bとの中間には、直動アクチュエータ30が配置されており、ナックルアーム24の一端24aと他端24bとの距離を変更できるように構成されている。   A linear motion actuator 30 is disposed between the one end 24a and the other end 24b of the knuckle arm 24 so that the distance between the one end 24a and the other end 24b of the knuckle arm 24 can be changed.

図4は、直動アクチュエータ30の構成を説明する断面図であって、直動アクチュエータ30は、ハウジング31の内部にモータ32が配置されており、モータ32は、ハウジング31の内部に固定配置された固定子32aと、ハウジング31の内部に固定配置された軸受32cにより回転自在に配置された回転子32bから構成される。   FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the linear motion actuator 30. The linear motion actuator 30 has a motor 32 disposed inside a housing 31, and the motor 32 is fixedly disposed inside the housing 31. And a rotor 32b that is rotatably arranged by a bearing 32c that is fixedly arranged inside the housing 31.

回転子32bの軸は、軸方向左右に延長されて、ねじ軸34とねじ軸35が設けられており、ねじ軸34に形成された外ねじ34aとねじ軸35に形成された外ねじ35aは、互いに逆ねじ、即ち外ねじ34aが右ねじであれば、外ねじ35aは左ねじが形成されている。   The shaft of the rotor 32b is extended to the left and right in the axial direction, and a screw shaft 34 and a screw shaft 35 are provided. An external screw 34a formed on the screw shaft 34 and an external screw 35a formed on the screw shaft 35 are If the opposite screws, that is, the outer screw 34a is a right screw, the outer screw 35a is a left screw.

一方、ハウジング31の内部には、作動部材36と37とが軸方向に移動自在に、且つ軸芯回りに回転しないようにスプライン結合等により装着されており、作動部材36の内側には、前記した外ねじ34aに螺合する内ねじ36aが形成され、作動部材37の内側には、外ねじ35aに螺合する内ねじ37aが形成されている。   On the other hand, operating members 36 and 37 are mounted inside the housing 31 by spline coupling or the like so as to be movable in the axial direction and not to rotate around the axis. An inner screw 36 a that is screwed to the outer screw 34 a is formed, and an inner screw 37 a that is screwed to the outer screw 35 a is formed inside the operation member 37.

作動部材36の外端部には、タイロッドエンド6aに連結される連結部36dが形成されており、作動部材37の外端部には、ナックルアーム24の一端に連結される連結部37dが形成されている。   A connecting portion 36 d connected to the tie rod end 6 a is formed at the outer end portion of the operating member 36, and a connecting portion 37 d connected to one end of the knuckle arm 24 is formed at the outer end portion of the operating member 37. Has been.

上記した構成の直動アクチュエータ30では、モータ32を回転させるとねじ軸34及びねじ軸35が回転し、ねじ34aに螺合する内ねじ36aが形成された作動部材36、及びねじ35aに螺合する内ねじ37aが形成された作動部材37が、軸方向(矢印a方向)に移動し、作動部材36の外端部と作動部材37の外端部の距離、即ちナックルアーム24の全長を、長く或いは短く変更することができる。   In the linear actuator 30 having the above-described configuration, when the motor 32 is rotated, the screw shaft 34 and the screw shaft 35 are rotated, and the operating member 36 formed with the inner screw 36a to be screwed with the screw 34a and the screw 35a are screwed. The operating member 37 formed with the inner screw 37a moves in the axial direction (the direction of the arrow a), and the distance between the outer end of the operating member 36 and the outer end of the operating member 37, that is, the total length of the knuckle arm 24, It can be changed longer or shorter.

次に、この発明の実施の形態のステアリング装置の動作について説明する。この発明のステアリング装置は、車速Vと操舵角θ、又は車速Vと操舵トルクTに基づいて直動アクチュエータ30を制御し、操舵補助負荷の低減処理を行う。このため、この発明のステアリング装置は、図示されていないが、制御装置のほか、車速Vを検出する車速センサ、操舵角θを検出する操舵角センサ、操舵トルクTを検出するトルクセンサを備えている。   Next, the operation of the steering apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. The steering device according to the present invention controls the linear actuator 30 based on the vehicle speed V and the steering angle θ, or the vehicle speed V and the steering torque T, and performs a steering assist load reduction process. Therefore, the steering device of the present invention is not shown, but includes a vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed V, a steering angle sensor for detecting the steering angle θ, and a torque sensor for detecting the steering torque T, in addition to the control device. Yes.

電動パワーステアリング装置には、操舵補助を行うモータを制御する制御装置のほか、これ等のセンサ類を備えているから、その制御装置とセンサ類を直動アクチュエータ30の制御に使用することができる。以下、上記した制御装置により実行される操舵補助負荷の低減処理を説明する。   Since the electric power steering apparatus is equipped with these sensors in addition to a control apparatus that controls a motor for assisting steering, the control apparatus and sensors can be used for controlling the linear actuator 30. . Hereinafter, the steering assist load reduction process executed by the control device will be described.

図5は、上記した直動アクチュエータ30を使用してナックルアーム長を変更し、ステアリングホイールの据え切り操作等の場合の操舵補助負荷の低減処理の第1例を説明するフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart for explaining a first example of a steering assist load reduction process in the case where the knuckle arm length is changed using the above-described linear actuator 30 and the steering wheel is turned off.

まず、車速Vが停止又は極低速か否かを判定し(ステップP11)、停止又は極低速の場合はステアリングホイールの操舵角θの大小を判定する(ステップP12)。   First, it is determined whether or not the vehicle speed V is stopped or extremely low (step P11). If the vehicle speed V is stopped or extremely low, the magnitude of the steering angle θ of the steering wheel is determined (step P12).

ステップP12の判定で、操舵角θが予め設定された所定値θ1 以上の大きな操舵角であれば、操舵トルクと操舵角に応じて予め実験により設定されたナックルアームの長さに関する数表或いは所定の演算式から該当する操舵トルクと操舵角に対応する所望のナックルアーム長を算出し(ステップP13)、直動アクチュエータ30を作動させて所望のナックルアーム長になるよう、モータ32を回転させる(ステップP14)。   If it is determined in step P12 that the steering angle θ is a large steering angle greater than or equal to a predetermined value θ1, a numerical table relating to the steering torque and the length of the knuckle arm set in advance according to the steering angle or a predetermined value The desired knuckle arm length corresponding to the corresponding steering torque and steering angle is calculated from the above equation (step P13), and the linear actuator 30 is operated to rotate the motor 32 so as to obtain the desired knuckle arm length ( Step P14).

ステップP11の判定で、車速Vが停止又は極低速でない場合は、直動アクチュエータを作動させて基準のナックルアーム長になるようモータ32を回転させる(ステップP15)。   If it is determined in step P11 that the vehicle speed V is not stopped or not extremely low, the linear actuator is operated to rotate the motor 32 so that the reference knuckle arm length is reached (step P15).

図6は、ステアリングホイールの操舵角とナックルアーム長の関係を説明する図で、操舵角θが予め設定された所定値θ1 まではナックルアーム長Lは基準値L1 であり、操舵角θが所定値θ1 以上では、ナックルアーム長Lは操舵角θの増大に応じて長くなる。ナックルアーム長Lを操舵角θの増大に応じて長くすることで、操舵補助負荷を低減することができる。   FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the steering angle of the steering wheel and the knuckle arm length. The knuckle arm length L is the reference value L1 until the steering angle θ is set to a predetermined value θ1, and the steering angle θ is predetermined. Above the value θ1, the knuckle arm length L becomes longer as the steering angle θ increases. By increasing the knuckle arm length L according to the increase in the steering angle θ, the steering assist load can be reduced.

図7は、上記した直動アクチュエータ30を使用してナックルアーム長を変更し、ステアリングホイールの据え切り操作等の場合の操舵補助負荷の低減処理の第2例を説明するフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart for explaining a second example of the steering assist load reduction process in the case where the knuckle arm length is changed using the above-described linear actuator 30 and the steering wheel is turned off.

まず、車速Vが停止又は極低速か否かを判定し(ステップP21)、停止又は極低速の場合はステアリングシャフトの発生する操舵トルクTの大小を判定する(ステップP22)。   First, it is determined whether or not the vehicle speed V is stopped or extremely low (step P21). If the vehicle speed V is stopped or extremely low, the magnitude of the steering torque T generated by the steering shaft is determined (step P22).

ステップP22の判定で、操舵トルクTが予め設定された所定値T1 (電動パワーステアリング装置の制御装置で設定可能な最大モータ電流に対応する操舵トルク)以上の大きな操舵トルクであれば、操舵トルクに応じて予め実験により設定されたナックルアームの長さに関する数表或いは所定の演算式から、該当する操舵トルクに対応する所望のナックルアーム長を求め(ステップP23)、直動アクチュエータ30を作動させて所望のナックルアーム長になるよう、モータ32を回転させる(ステップP24)。   If it is determined in step P22 that the steering torque T is greater than a predetermined value T1 (steering torque corresponding to the maximum motor current that can be set by the control device of the electric power steering device), the steering torque T Accordingly, a desired knuckle arm length corresponding to the corresponding steering torque is obtained from a numerical table relating to the knuckle arm length set in advance by experiment or a predetermined arithmetic expression (step P23), and the linear actuator 30 is operated. The motor 32 is rotated so as to have a desired knuckle arm length (step P24).

ステップP21の判定で、車速Vが停止又は極低速でない場合は、直動アクチュエータを作動させて基準のナックルアーム長になるようモータ32を回転させる(ステップP25)。   If it is determined in step P21 that the vehicle speed V is not stopped or extremely low, the linear actuator is operated to rotate the motor 32 so that the reference knuckle arm length is reached (step P25).

図8は、電動パワーステアリング装置の制御装置で設定可能なモータ電流Iと、操舵トルクTの関係を説明する図で、操舵トルクTの増大に対応して制御装置はモータ電流Iを増大させるが、操舵トルクの増大に応じて限界値T1を越えるモータ電流I1が流れると、モータの焼損等の故障が発生するので、設定可能な最大モータ電流には限界がある。   FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the motor current I that can be set by the control device of the electric power steering device and the steering torque T. The control device increases the motor current I in response to the increase of the steering torque T. When the motor current I1 exceeding the limit value T1 flows in accordance with the increase of the steering torque, a failure such as burnout of the motor occurs, so that the maximum motor current that can be set is limited.

そこで、限界値を越えるモータ電流I1が流れるような操舵トルクT1が発生するときは、直動アクチュエータを作動させてナックルアーム長を延ばすことで、大きな操舵補助負荷に対応することができる。   Therefore, when the steering torque T1 is generated such that the motor current I1 exceeding the limit value flows, it is possible to cope with a large steering assist load by operating the linear actuator and extending the knuckle arm length.

図9は、この発明による操舵角θに対する操舵トルクTの変化を説明する図で、横軸は操舵角θ、縦軸は操舵トルクTである。   FIG. 9 is a diagram for explaining the change of the steering torque T with respect to the steering angle θ according to the present invention.

一般に、操舵角θの増減に対する操舵トルクTの増減の様子は、図9において実線で示すようなループを描き、ラックエンド付近では操舵角θの増加に対して操舵トルクTが急激に増加するから、ラックエンド付近では操舵補助力が不足する場合も予想され、ステアリングホイールの操作が重くなる。   In general, the manner in which the steering torque T increases / decreases with respect to the increase / decrease of the steering angle θ draws a loop as shown by a solid line in FIG. 9, and the steering torque T increases rapidly with an increase in the steering angle θ near the rack end. In the vicinity of the rack end, the steering assist force may be insufficient, and the steering wheel operation becomes heavy.

これに対し、この発明によれば、ラックエンド付近では、操舵角θに応じてアクチュエータを作動させ、ナックルアーム長を長くすることで、図9において点線Aで示すように操舵角θの増加に対して必要とされる操舵トルクT(操舵補助力)の増加を抑えることができる。   On the other hand, according to the present invention, in the vicinity of the rack end, the actuator is operated according to the steering angle θ and the knuckle arm length is increased, thereby increasing the steering angle θ as shown by the dotted line A in FIG. On the other hand, an increase in the steering torque T (steering assisting force) required can be suppressed.

以上、この発明の実施の形態のステアリング装置をコラムタイプの電動パワーステアリング装置に適用した例で説明したが、この発明の実施の形態のステアリング装置は、コラムアシストタイプのほか、ピニオンアシストタイプの電動パワーステアリング装置や、その他のパワーステアリング装置に限られるものではなく、それ以外のステアリング装置にも適用可能であることは言うまでもない。   The steering device according to the embodiment of the present invention has been described as an example applied to a column type electric power steering device. However, the steering device according to the embodiment of the present invention is not limited to the column assist type but also used as a pinion assist type. Needless to say, the present invention is not limited to power steering devices and other power steering devices, and can be applied to other steering devices.

操舵角の増大に応じてアクチュエータを作動させてナックルアームを長く設定し、ラックエンド付近での操舵操作を軽くし、また、必要とされる操舵補助力の増加を抑えることができるステアリング装置である。   A steering device that operates an actuator according to an increase in steering angle to set a longer knuckle arm, lightens a steering operation near the rack end, and suppresses an increase in required steering assist force. .

この発明を実施するに適したコラムアシストタイプのラックアンドピニオン式ステアリング装置の構成を示す全体斜視図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall perspective view showing a configuration of a column assist type rack and pinion type steering device suitable for carrying out the present invention. 図1に示すラックアンドピニオン式ステアリング装置の動力伝達装置及び舵取り装置の構成を説明する図。The figure explaining the structure of the power transmission device and steering device of the rack and pinion type steering device shown in FIG. タイロッドとタイヤホイールとの連結部の構成を説明する図。The figure explaining the structure of the connection part of a tie rod and a tire wheel. 直動アクチュエータの構成を説明する断面図。Sectional drawing explaining the structure of a linear motion actuator. 直動アクチュエータを使用してナックルアーム長を変更し、ステアリングホイールの据え切り操作等の場合の操舵補助負荷の低減処理の第1例を説明するフローチャート。The flowchart explaining the 1st example of the reduction process of a steering assist load in the case of changing a knuckle arm length using a linear actuator and performing a steering wheel stationary operation. ステアリングホイールの操舵角とナックルアーム長の関係を説明する図。The figure explaining the relationship between the steering angle of a steering wheel, and the knuckle arm length. 直動アクチュエータを使用してナックルアーム長を変更し、ステアリングホイールの据え切り操作等の場合の操舵補助負荷の低減処理の第2例を説明するフローチャート。The flowchart explaining the 2nd example of the reduction process of a steering assistance load in the case of changing a knuckle arm length using a linear motion actuator and steering-off operation of a steering wheel. 電動パワーステアリング装置の制御装置で設定可能なモータ電流と、操舵トルクの関係を説明する図。The figure explaining the relationship between the motor electric current which can be set with the control apparatus of an electric power steering device, and steering torque. この発明による操舵角θに対する操舵トルクTの変化を説明する図。The figure explaining the change of the steering torque T with respect to the steering angle (theta) by this invention. 従来のラックアンドピニオン式ステアリング装置の動力伝達装置及び舵取り装置の構成を説明する図。The figure explaining the structure of the power transmission device and steering device of the conventional rack and pinion type steering device.

符号の説明Explanation of symbols

1 ステアリングホイール
2 ステアリングコラム
3 モータ
4a 上部軸
4b、4d ユニバーサルジョイント
4c 中間軸
4e 下部軸
5 ステアリングギヤボックス
6 タイロッド
11 エンジン
12 変速機
13 アクスル軸
14 タイヤホイール
15 タイヤ
22 タイロッドエンド
23 ボールジョイント
24 ナックルアーム
24a ナックルアームの一端
24b ナックルアームの他端
25 ナックル
30 直動アクチュエータ
31 ハウジング
32 モータ
32a 固定子
32b 回転子
32c 軸受
34、35 ねじ軸
34a、35a 外ねじ
36、37 作動部材
36a、37a 内ねじ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering wheel 2 Steering column 3 Motor 4a Upper shaft 4b, 4d Universal joint 4c Intermediate shaft 4e Lower shaft 5 Steering gear box 6 Tie rod 11 Engine 12 Transmission 13 Axle shaft 14 Tire wheel 15 Tire 22 Tie rod end 23 Ball joint 24 Knuckle arm 24a One end of knuckle arm 24b Other end of knuckle arm 25 Knuckle 30 Direct acting actuator 31 Housing 32 Motor 32a Stator 32b Rotor 32c Bearing 34, 35 Screw shaft 34a, 35a Outer screw 36, 37 Actuating member 36a, 37a Inner screw

Claims (3)

ステアリングホイールから延長されたステアリングシャフトの一端に装着されたピニオンと、
車幅方向に摺動自在に保持されて前記ピニオンに噛合するラックと、
前記ラックの車幅方向両端部に設けられたタイロッドと、
前記タイロッドの先端部に連接されるタイロッドエンドと、
タイヤホイールを回転自在に保持するナックルと、
前記タイロッドエンドとナックルとを連結するナックルアームと
を備えるステアリング装置において、
前記ナックルアームはその長さを変更できるアクチュエータを備え、
前記ステアリング装置は、車速が零又は極低速であって、且つ操舵トルクが予め設定された所定値以上であることが検出されたときは、アクチュエータを作動させ、車速と操舵角又は操舵トルクに応じて予め設定されたナックルアーム長に設定する制御装置を備えたこと
を特徴とするステアリング装置。
A pinion attached to one end of a steering shaft extended from the steering wheel;
A rack that is slidably held in the vehicle width direction and meshes with the pinion;
Tie rods provided at both ends of the rack in the vehicle width direction;
A tie rod end connected to the tip of the tie rod;
A knuckle that rotatably holds the tire wheel;
In a steering apparatus comprising a knuckle arm that connects the tie rod end and a knuckle,
The knuckle arm includes an actuator whose length can be changed,
When it is detected that the vehicle speed is zero or extremely low and the steering torque is equal to or higher than a predetermined value , the steering device activates an actuator to respond to the vehicle speed and the steering angle or the steering torque. And a control device for setting the knuckle arm length set in advance.
前記ナックルアームが備えるアクチュエータは、ナックルアームの両端部の中間に装着された直線方向に伸縮可能な直動アクチュエータであること
を特徴とする請求項1に記載のステアリング装置。
2. The steering apparatus according to claim 1, wherein the actuator provided in the knuckle arm is a linear motion actuator mounted in the middle of both ends of the knuckle arm and capable of extending and contracting in a linear direction.
前記制御装置は、車速が零又は極低速でないことが検出されたときは、予め設定された標準のナックルアーム長に設定すること
を特徴とする請求項1又は2に記載のステアリング装置。
The steering device according to claim 1 or 2, wherein the control device sets a standard knuckle arm length set in advance when it is detected that the vehicle speed is not zero or extremely low.
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