JPH10100919A - Steering system with automatic steering mechanism - Google Patents

Steering system with automatic steering mechanism

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JPH10100919A
JPH10100919A JP8260568A JP26056896A JPH10100919A JP H10100919 A JPH10100919 A JP H10100919A JP 8260568 A JP8260568 A JP 8260568A JP 26056896 A JP26056896 A JP 26056896A JP H10100919 A JPH10100919 A JP H10100919A
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steering
gear
automatic
ring gear
carrier
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Yoshiaki Miichi
善紀 見市
Tetsushi Mimuro
哲志 御室
Takahiro Maemura
高広 前村
Tadashi Sugawara
正 菅原
Norio Inoue
紀夫 井上
Yoshifusa Nakane
吉英 中根
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Mitsubishi Motors Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動操舵と手動操舵とが干渉したときに速や
かに、且つ確実に手動操舵を優先させることが出来る自
動操舵機構付操舵装置を提供する。 【解決手段】 ステアリングホイール2とステアリング
ギヤ3とを連結するステアリングシャフト4の途中に遊
星歯車装置5を介在させ、サンギヤ6にステアリングシ
ャフト4を貫通固定し、プラネットギヤ8を支持するキ
ャリア7をトルクモータ15により駆動可能とし、係合
要素10によりリングギヤ9を車体側に支持しリングギ
ヤ9に付与される回転力が所定のセット力を超えたとき
にリングギヤ9の回転を可能とする。トルクモータ15
によりキャリア7を回転させステアリングシャフト4を
回転させる自動操舵とステアリングホイール2によりス
テアリングシャフト4を回転させる手動操舵とが干渉し
たときに、係合要素10が滑り、手動操舵が優先され
る。
(57) [Problem] To provide a steering device with an automatic steering mechanism that can quickly and reliably prioritize manual steering when automatic steering and manual steering interfere with each other. SOLUTION: A planetary gear device 5 is interposed in the middle of a steering shaft 4 connecting a steering wheel 2 and a steering gear 3, the steering shaft 4 is fixedly fixed to a sun gear 6, and a carrier 7 supporting a planet gear 8 is torqued. The ring gear 9 is supported on the vehicle body side by the engaging element 10 and can be rotated when the rotational force applied to the ring gear 9 exceeds a predetermined set force. Torque motor 15
When the automatic steering for rotating the steering shaft 4 by rotating the carrier 7 and the manual steering for rotating the steering shaft 4 by the steering wheel 2 interfere with each other, the engaging element 10 slides, and the manual steering is prioritized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動操舵機構付操
舵装置に関する。
The present invention relates to a steering device with an automatic steering mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】車輌の操舵機構において、運転者による
操舵(手動操舵)と自動操舵機構による操舵(自動操
舵)とを切り換えることが出来にような自動操舵機構付
操舵装置がある。自動操舵機構は、車輌に種々のセンサ
を設け、これらのセンサからの情報に基づいて操舵各信
号を設定して油圧モータや、電動モータ等を駆動し、操
舵機構を自動的に制御するようにしている。このような
操舵システムは、例えば、特開平7−47969号公
報、特開平6−336167号公報に開示されている。
2. Description of the Related Art As a vehicle steering mechanism, there is a steering apparatus with an automatic steering mechanism which can switch between steering by a driver (manual steering) and steering by an automatic steering mechanism (automatic steering). The automatic steering mechanism is provided with various sensors in the vehicle, sets each steering signal based on information from these sensors, drives a hydraulic motor, an electric motor, and the like to automatically control the steering mechanism. ing. Such a steering system is disclosed in, for example, JP-A-7-47969 and JP-A-6-336167.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】自動操舵機構付操舵装
置において、運転代行(運転者の意思による自動運転)
では、自動操舵によるマシン操舵と運転者による手動操
舵とが干渉したときに、速やかに、且つ確実に運転者に
よる手動操舵が優先されることが必要不可欠である。
SUMMARY OF THE INVENTION In a steering device with an automatic steering mechanism, a driving substitute (automatic driving by a driver's intention) is performed.
In such a case, when the machine steering by the automatic steering and the manual steering by the driver interfere with each other, it is indispensable that the manual steering by the driver is promptly and reliably prioritized.

【0004】従来の自動操舵機構付操舵装置では、手動
操舵と自動操舵との干渉を検出する検出手段により運転
者による手動操舵と自動操舵によるマシン操舵との干渉
を検出した後、自動操舵力を設定する例えば、油圧リリ
ーフバルブを作動させて自動操舵力を弱め、或いは、自
動操舵システムを停止させ、運転者による手動操舵を優
先させるようにしている。
In a conventional steering apparatus with an automatic steering mechanism, after detecting interference between manual steering by a driver and machine steering by automatic steering by detecting means for detecting interference between manual steering and automatic steering, the automatic steering force is reduced. For example, the automatic steering force is weakened by operating a hydraulic relief valve to be set, or the automatic steering system is stopped to give priority to manual steering by the driver.

【0005】しかしながら、このような手法では、自動
操舵から手動操舵への切換制御を電気的な信号により行
うため、何らかの原因により制御系に電気的なトラブル
が発生した場合、運転者による手動操舵が優先されなく
なる虞がある。また、操舵制御装置の構造が複雑である
と共に、自動操舵と手動操舵とが干渉したときに当該干
渉を検出するためのトルクセンサ等のセンサが必要であ
り、コストが高くなる等の問題もある。
However, in such a method, the switching control from the automatic steering to the manual steering is performed by an electric signal. Therefore, if an electric trouble occurs in the control system for some reason, the manual steering by the driver is not performed. There is a possibility that priority will not be given. In addition, the structure of the steering control device is complicated, and a sensor such as a torque sensor for detecting the interference between the automatic steering and the manual steering is required when the interference occurs. .

【0006】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、自動操舵と手動操舵とが干渉したときに速やかに、
且つ確実に手動操舵を優先させることができる自動操舵
機構付操舵装置を提供することを目的とする。
[0006] The present invention has been made in view of the above point, and when automatic steering and manual steering interfere with each other,
It is another object of the present invention to provide a steering device with an automatic steering mechanism capable of reliably giving priority to manual steering.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、請求項1では、自動操舵と手動操舵
とが干渉したときに手動操舵を優先させる自動操舵機構
付操舵装置であって、ステアリングホイールとステアリ
ングギヤとを連結するステアリングシャフトがサンギヤ
に貫通固定された遊星歯車装置と、前記遊星歯車装置の
リングギヤを車体側に支持すると共に当該リングギヤに
付与される回転力が所定のセット力を超えたときに当該
リングギヤの回転を許容する係合要素と、前記遊星歯車
装置のキャリアを回転駆動するモータとを備えた構成と
したものである。
According to the present invention, there is provided a steering apparatus with an automatic steering mechanism for giving priority to manual steering when automatic steering and manual steering interfere with each other. A planetary gear device in which a steering shaft for connecting a steering wheel and a steering gear is fixedly penetrated to a sun gear, a ring gear of the planetary gear device is supported on a vehicle body side, and a rotational force applied to the ring gear is a predetermined value. The configuration includes an engagement element that allows the rotation of the ring gear when the set force is exceeded, and a motor that rotationally drives the carrier of the planetary gear device.

【0008】遊星歯車装置は、リングギヤが固定された
状態でサンギヤが回転すると、プラネットギヤを介して
キャリアがサンギヤと同一方向に回転し、キャリアが回
転すると、プラネットギヤを介してサンギヤがキャリア
と同一方向に回転する。リングギヤは係合要素により車
体側に機械的に固定されており、この状態でステアリン
グホイールが手動操作されると、ステアリングシャフト
と共にサンギヤが回転する。キャリアは、サンギヤに連
れ回り、これに伴いモータが連れ回る。
In the planetary gear device, when the sun gear rotates with the ring gear fixed, the carrier rotates in the same direction as the sun gear via the planet gear, and when the carrier rotates, the sun gear matches the carrier via the planet gear. Rotate in the direction. The ring gear is mechanically fixed to the vehicle body side by an engagement element. When the steering wheel is manually operated in this state, the sun gear rotates together with the steering shaft. The carrier rotates with the sun gear, and the motor rotates accordingly.

【0009】自動走行時には、モータによりキャリアが
回転され、これに伴いサンギヤが回転されてステアリン
グシャフトが回転される。これにより自動操舵される。
自動操舵時に運転者がステアリングを操作すると、自動
操舵と手動操舵とが干渉する。手動操作によりサンギヤ
が回転すると、リングギヤに回転力(トルク)が付与さ
れる。そして、この回転力が係合要素のセット力を超え
ると、当該係合要素が滑り始め、リングギヤが回転を始
める。リングギヤが回転するとキャリアが空回りするこ
ととなり、モータによる回転力は、サンギヤに伝達され
なくなる。この結果、サンギヤの回転即ち、手動操舵が
優先される。これにより、自動操舵と手動操舵とが干渉
したときに速やかに、且つ確実に手動操舵が優先され
る。
At the time of automatic traveling, the carrier is rotated by the motor, whereby the sun gear is rotated and the steering shaft is rotated. Thus, automatic steering is performed.
When the driver operates the steering during automatic steering, automatic steering and manual steering interfere. When the sun gear rotates by manual operation, a rotational force (torque) is applied to the ring gear. When the rotational force exceeds the set force of the engaging element, the engaging element starts to slide, and the ring gear starts rotating. When the ring gear rotates, the carrier idles, and the rotational force of the motor is not transmitted to the sun gear. As a result, priority is given to rotation of the sun gear, that is, manual steering. Thereby, when the automatic steering and the manual steering interfere with each other, the manual steering is quickly and reliably prioritized.

【0010】請求項2では、前記係合要素は、前記リン
グギヤに付与される回転力が、前記所定のセット力より
も小さいときに前記リングギヤを固定し、前記所定のセ
ット力を超えたときに滑り始めて前記リングギヤの回転
を許容する摩擦クラッチとしたものである。摩擦クラッ
チは、リングギヤに回転力が付与されないときには当該
リングギヤを車体側に固定している。自動操舵時に手動
操作によりステアリングホイールが操作され、サンギヤ
を介してリングギヤに回転力が付与される。この回転力
が、所定のセット力を超えると滑り始めてリングギヤの
回転を許容する。リングギヤは、摩擦クラッチにより機
械的に車体側に支持され、付与される回転力が所定のセ
ット力を超えたときに回転可能とされることで、機械的
なフェイルセーフが成立する。
[0010] In the second aspect, the engagement element fixes the ring gear when a rotational force applied to the ring gear is smaller than the predetermined set force, and when the rotational force exceeds the predetermined set force. This is a friction clutch that allows the ring gear to rotate when it starts to slide. The friction clutch fixes the ring gear to the vehicle body when no rotational force is applied to the ring gear. At the time of automatic steering, the steering wheel is manually operated to apply a rotational force to the ring gear via the sun gear. When this rotational force exceeds a predetermined set force, it starts to slide and allows rotation of the ring gear. The ring gear is mechanically supported on the vehicle body side by a friction clutch, and is rotatable when the applied rotational force exceeds a predetermined set force, thereby establishing a mechanical fail-safe.

【0011】請求項3では、前記キャリアと前記モータ
との間に介在されてこれら両者を接続又は接続解除する
係合要素を更に備えた構成としたものである。手動操舵
時にはサンギヤの回転に伴いキャリアが連れ回り、これ
に伴いモータが連れ回る。モータが連れ回ると、操舵時
におけるフィーリングが悪くなる。このとき係合要素を
解放してキャリアとモータとの接続を解除する。これに
より手動操舵時におけるモータの連れ回りが防止され、
フィーリングが良好となる。
According to a third aspect of the present invention, there is further provided an engagement element interposed between the carrier and the motor for connecting or disconnecting the two. During manual steering, the carrier rotates with the rotation of the sun gear, and the motor rotates with the rotation. When the motor rotates, the feeling during steering deteriorates. At this time, the engagement element is released to release the connection between the carrier and the motor. This prevents rotation of the motor during manual steering,
Feeling becomes good.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の態様を実施例
により説明する。図1は、本発明を適用した自動操舵機
構付操舵装置の骨子図を示す。操舵装置1は、ステアリ
ングホイール2とステアリングギヤボックス3に収納さ
れたステアリングギヤ(図示せず)とを連結するステア
リングシャフト4の途中に遊星歯車装置5が設けられて
いる。遊星歯車装置5は、中心に配置されたサンギヤ6
と、サンギヤ6と同軸上に、且つ相対回転可能に配置さ
れたキャリア7と、サンギヤ6の回りに周方向に所定の
間隔で配置され、且つキャリア7に回転自在に支持され
てサンギヤ6と噛合して当該サンギヤ6の回りを公転す
る複数のプラネットギヤ8と、これらのプラネットギヤ
8の外側にサンギヤ6と同心的に配置されて各プラネッ
トギヤ8と噛合するリングギヤ9とにより構成されてい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be described below by way of examples. FIG. 1 shows a skeleton diagram of a steering device with an automatic steering mechanism to which the present invention is applied. The steering device 1 is provided with a planetary gear device 5 in the middle of a steering shaft 4 that connects a steering wheel 2 and a steering gear (not shown) housed in a steering gear box 3. The planetary gear set 5 includes a centrally arranged sun gear 6.
And a carrier 7 arranged coaxially with the sun gear 6 and rotatably relative thereto, and arranged at a predetermined interval in the circumferential direction around the sun gear 6 and rotatably supported by the carrier 7 to mesh with the sun gear 6. A plurality of planet gears 8 revolve around the sun gear 6, and a ring gear 9 disposed concentrically with the sun gear 6 outside of the planet gears 8 and meshing with each planet gear 8.

【0013】ステアリングシャフト4は、サンギヤ6と
キャリア7とを貫通し、且つサンギヤ6に一体に固定さ
れると共にキャリア7を遊嵌している。即ち、ステアリ
ングシャフト4は、サンギヤ6と一体に回転し、キャリ
ア7と相対回転可能とされている。リングギヤ9は、一
端面が環状のクラッチ(係合要素)10を介して円板状
のブラケット11に支持され、ブラケット11は、車体
側に固定されている。尚、ステアリングシャフト4は、
ブラケット11の中心に穿設されている孔を遊嵌してい
る。遊星歯車装置5は、ステアリングシャフト4に同軸
をなして配置されることで、スペース性が極めて良好で
ある。
The steering shaft 4 penetrates through the sun gear 6 and the carrier 7 and is integrally fixed to the sun gear 6 and has the carrier 7 loosely fitted therein. That is, the steering shaft 4 rotates integrally with the sun gear 6 and is relatively rotatable with the carrier 7. One end surface of the ring gear 9 is supported by a disk-shaped bracket 11 via an annular clutch (engaging element) 10, and the bracket 11 is fixed to the vehicle body. The steering shaft 4 is
A hole formed in the center of the bracket 11 is loosely fitted. Since the planetary gear set 5 is arranged coaxially with the steering shaft 4, the space property is extremely good.

【0014】クラッチ10は、リングギヤ9に加わる回
転力(トルク)が所定の回転力(セット力)よりも小さ
いときには、当該リングギヤ9をブラケット11に固定
してその回転を阻止し、所定の回転力を超えると滑り出
して当該ブラケット9の回転を許容する。即ち、クラッ
チ10は、機械的な押付力(セット力)により、リング
ギヤ9を固定し、当該リングギヤ9に加わる回転力が前
記押付力を超えると滑り出してその回転を可能とする。
このようにリングギヤ9を拘束するための押付力を機械
的に一義的に設定する(即ち、押付力を電気的或いは油
圧的に制御しない)ことで、メカとしてのフェイルセイ
フが成立し、トラブルの発生を防止する。このクラッチ
10は、摩擦式クラッチ例えば、多板式摩擦クラッチに
より構成されている。
When the rotational force (torque) applied to the ring gear 9 is smaller than a predetermined rotational force (set force), the clutch 10 fixes the ring gear 9 to the bracket 11 to prevent the rotation thereof, and When it exceeds, the bracket 9 slides out and the rotation of the bracket 9 is allowed. That is, the clutch 10 fixes the ring gear 9 by a mechanical pressing force (set force), and when the rotational force applied to the ring gear 9 exceeds the pressing force, the clutch 10 slides out and enables its rotation.
By mechanically and uniquely setting the pressing force for restraining the ring gear 9 (that is, the pressing force is not controlled electrically or hydraulically), a fail-safe as a mechanism is established, and trouble is solved. Prevent occurrence. The clutch 10 is constituted by a friction clutch, for example, a multi-plate friction clutch.

【0015】尚、クラッチ10は、環状である必要はな
く、リングギヤ9とブラケット11との間に周方向に適
宜の間隔で複数個配置するようにしても良い。この場
合、複数のクラッチは、リングギヤ9を均一に支持し、
且つ回転を滑らかにする上で等間隔に配置することが好
ましい。また、リングギヤ9の外周面とブラケット11
との間に配置しても良い。しかしながら、実施例のよう
にリングギヤ9の端面とブラケット11との間に配置す
る方がスペース性が向上する。
The clutch 10 does not need to be annular, and a plurality of clutches 10 may be arranged at appropriate intervals in the circumferential direction between the ring gear 9 and the bracket 11. In this case, the plurality of clutches uniformly support the ring gear 9,
Moreover, it is preferable to arrange them at equal intervals in order to smooth the rotation. Also, the outer peripheral surface of the ring gear 9 and the bracket 11
And may be arranged between them. However, the space property is improved by disposing it between the end face of the ring gear 9 and the bracket 11 as in the embodiment.

【0016】トルクモータ15は、クラッチ(係合要
素)16を内蔵しており、回転軸にピニオン17が固定
されている。このトルクモータ15は、リングギヤ9の
近傍に配置され車体側にブラケット(図示せず)を介し
て固定されている。一方、キャリア9の一端面には全周
に亘りギヤ18が設けられており、トルクモータ15の
ピニオン17と噛合している。ギヤ18は、例えば、リ
ング状のラックで形成されている。トルクモータ15
は、低トルク・高回転型の電気モータである。クラッチ
16は、例えば、電磁クラッチで、通電されないときに
はクラッチ・オフ(解放)、通電されるとクラッチ・オ
ン(接続)とされる。尚、クラッチ16は、他の例え
ば、油圧式のクラッチでもよい。
The torque motor 15 has a built-in clutch (engagement element) 16 and a pinion 17 is fixed to a rotating shaft. The torque motor 15 is arranged near the ring gear 9 and fixed to the vehicle body via a bracket (not shown). On the other hand, a gear 18 is provided on one end surface of the carrier 9 over the entire circumference, and meshes with a pinion 17 of the torque motor 15. The gear 18 is formed of, for example, a ring-shaped rack. Torque motor 15
Is a low torque, high rotation type electric motor. The clutch 16 is, for example, an electromagnetic clutch, which is turned off (disengaged) when not energized, and turned on (connected) when energized. Note that the clutch 16 may be another clutch, for example, a hydraulic clutch.

【0017】図2は、自動・手動操舵制御システムを示
す。自動・手動操舵制御システムは、運転切換制御ユニ
ット(以下「ECU」という)20を備え、環境認識シ
ステム21、自動運転スイッチ22、操舵角センサ23
からの信号を入力し、トルクモータ15、クラッチ16
を制御する。環境認識システム21は、車両に搭載した
カメラで撮像した車両前方の画像情報から、路面に描か
れている白線を認識して目標コースを設定し、当該目標
コースの情報信号を出力する。自動運転スイッチ22
は、自動運転を実行する際に運転者によりオン操作され
る切替スイッチである。操舵角センサ23は、実際の操
舵角を検出して対応する舵角信号を出力する。ECU2
0は、自動運転スイッチ22がスイッチ・オンされる
と、手動運転から自動運転に切り換え、クラッチ16を
オン(接続)すると共に、環境認識システム21から入
力される目標コースの情報に応じた目標舵角を設定し、
トルクモータ15を制御して舵角制御を行うと共に、舵
角センサ23からの舵角信号をフードバックして、目標
コースに沿って操舵制御を行い、自動走行させる。
FIG. 2 shows an automatic / manual steering control system. The automatic / manual steering control system includes an operation switching control unit (hereinafter, referred to as “ECU”) 20, an environment recognition system 21, an automatic operation switch 22, a steering angle sensor 23.
From the torque motor 15, the clutch 16
Control. The environment recognition system 21 sets a target course by recognizing a white line drawn on the road surface from image information in front of the vehicle captured by a camera mounted on the vehicle, and outputs an information signal of the target course. Automatic operation switch 22
Is a changeover switch that is turned on by the driver when performing automatic driving. The steering angle sensor 23 detects an actual steering angle and outputs a corresponding steering angle signal. ECU2
When the automatic operation switch 22 is turned on, the automatic operation switch 22 switches from manual operation to automatic operation, turns on (connects) the clutch 16, and sets the target steering according to the target course information input from the environment recognition system 21. Set the corner,
While controlling the torque motor 15 to perform steering angle control, the steering angle signal from the steering angle sensor 23 is fed back, steering control is performed along the target course, and the vehicle is automatically driven.

【0018】以下に作用を説明する。図1において、遊
星歯車装置5は、リングギヤ9がクラッチ10により固
定されて停止していることにより、サンギヤ6が回転す
るとキャリア7が当該サンギヤ6と同一方向に回転し、
また、キャリア7が回転すると、サンギヤ6が当該キャ
リア7と同一方向に回転する。手動運転時には、自動運
転スイッチ22がオフとなっており、ECU20は、ク
ラッチ16をオフとし、且つトルクモータ15を停止さ
せている。従って、キャリア7は、トルクモータ15か
ら切り離され、空回りが可能となる。
The operation will be described below. In FIG. 1, when the sun gear 6 rotates, the carrier 7 rotates in the same direction as the sun gear 6 because the ring gear 9 is stopped by being fixed by the clutch 10,
When the carrier 7 rotates, the sun gear 6 rotates in the same direction as the carrier 7. During manual operation, the automatic operation switch 22 is off, and the ECU 20 turns off the clutch 16 and stops the torque motor 15. Therefore, the carrier 7 is separated from the torque motor 15 and can idle.

【0019】運転者がステアリングホイール2を操作す
ると、ステアリングシャフト4が回転してステアリング
ギヤボックス3内のステアリングギヤを介して操舵され
る。サンギヤ6は、ステアリングシャフト4と同一に回
転する。このとき、キャリア7が空回り可能な状態にあ
ることで、プラネットギヤ8は、サンギヤ6により回転
されて空回りする。従って、操舵装置1は、通常のステ
アリング系となる。しかも、トルクモータ15の負荷
も、ギヤ系のバックラッシュもない。
When the driver operates the steering wheel 2, the steering shaft 4 rotates and is steered via the steering gear in the steering gear box 3. The sun gear 6 rotates in the same manner as the steering shaft 4. At this time, the planet gear 8 is rotated by the sun gear 6 and idles because the carrier 7 is in a state where it can idle. Therefore, the steering device 1 becomes a normal steering system. Moreover, there is no load on the torque motor 15 and no backlash of the gear system.

【0020】尚、クラッチ16は、必ずしも必要ではな
く、キャリア7とトルクモータ15とをピニオン17と
ギヤ18とにより直接接続するようにしても良い。しか
しながら、クラッチ16を設けない場合には、ステアリ
ングホイール2の操作に伴いキャリア7が回転し、これ
に伴いトルクモータ15が連れ回りすることとなり、フ
ィーリングが悪くなる。従って、手動操舵時にキャリア
7とトルクモータ15とを完全に切り離すクラッチ16
を設けることが好ましい。この場合、実施例のようにト
ルクモータと一体のもの(トルクモータ付クラッチ)を
使用することでコンパクト化が図られる。
The clutch 16 is not always necessary, and the carrier 7 and the torque motor 15 may be directly connected by the pinion 17 and the gear 18. However, when the clutch 16 is not provided, the carrier 7 rotates with the operation of the steering wheel 2, and the torque motor 15 rotates with the rotation of the carrier 7, resulting in poor feeling. Accordingly, the clutch 16 that completely disconnects the carrier 7 and the torque motor 15 during manual steering is provided.
Is preferably provided. In this case, compactness can be achieved by using an integrated torque motor (clutch with torque motor) as in the embodiment.

【0021】自動運転スイッチ22がオンされると、E
CU20は、クラッチ16をオン(接続)すると共に、
トルクモータ15を駆動制御する。クラッチ16がオン
されると、トルクモータ15の回転力がクラッチ16、
ピニオン17、ギヤ18を介して遊星歯車装置5のキャ
リア7に伝達される。キャリア7は、トルクモータ15
の回転に応じて回転し、プラネットギヤ8を介してサン
ギヤ6を回転させる。そして、サンギヤ6は、キャリア
7と同じ方向に増速回転される。ステアリングシャフト
4は、サンギヤ6と一体に回転し、ステアリングギヤボ
ックス3内のステアリングギヤを介して舵角制御する。
これにより、車両は、目標コースに沿って自動運転され
る。トルクモータ15は、前述したように低トルク・高
回転型のモータを使用することで、自動操舵の応答性の
向上が図られる。
When the automatic operation switch 22 is turned on, E
The CU 20 turns on (connects) the clutch 16 and
The drive of the torque motor 15 is controlled. When the clutch 16 is turned on, the torque of the torque motor 15
The power is transmitted to the carrier 7 of the planetary gear device 5 via the pinion 17 and the gear 18. The carrier 7 has a torque motor 15
To rotate the sun gear 6 via the planet gear 8. Then, the sun gear 6 is rotated at an increased speed in the same direction as the carrier 7. The steering shaft 4 rotates integrally with the sun gear 6 and controls a steering angle via a steering gear in the steering gear box 3.
Thereby, the vehicle is automatically driven along the target course. As described above, the responsiveness of the automatic steering is improved by using a low-torque high-rotation type motor as described above.

【0022】上記自動運転中に運転者が舵角制御を行う
べくステアリングホイール2を操作してステアリングシ
ャフト4が回転すると、クラッチ10により固定状態に
されているリングギヤ9にトルクが付与され、当該トル
クがクラッチ10の押付力を超えると、当該クラッチ1
0が滑り始め、リングギヤ9が回転する。そして、リン
グギヤ9が回転すると、この時からキャリア7が空回り
となり、サンギヤ6の回転が優先となる。即ち、運手車
による手動操舵と、自動操舵とが干渉したときには、ク
ラッチ10が滑り、自動操舵が空回りして手動操舵が優
先する。
When the driver operates the steering wheel 2 to rotate the steering shaft 4 to control the steering angle during the automatic driving, torque is applied to the ring gear 9 fixed by the clutch 10 and the torque is applied. Exceeds the pressing force of the clutch 10, the clutch 1
0 starts to slide, and the ring gear 9 rotates. When the ring gear 9 rotates, the carrier 7 idles from this time, and the rotation of the sun gear 6 has priority. That is, when the manual steering by the hand truck interferes with the automatic steering, the clutch 10 slips, the automatic steering idles, and the manual steering has priority.

【0023】リングギヤ9を支持するクラッチ10の押
付力(セット力)により手動優先時における操作性が決
定される。従って、クラッチ10の押付力を調節するこ
とが可能なクラッチ10を使用することにより、運転者
のオーバライド度合いも調節することができるステアリ
ングシステムを成立させることができる。次に、図3の
フローチャートを参照して制御手順を説明する。
The operability at the time of manual priority is determined by the pressing force (set force) of the clutch 10 supporting the ring gear 9. Therefore, by using the clutch 10 capable of adjusting the pressing force of the clutch 10, a steering system capable of adjusting the degree of override of the driver can be established. Next, the control procedure will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0024】図3においてECU20は、自動運転スイ
ッチ22がオンであるか否かを判定し(ステップS
1)、オンでないときには手動運転であると判断して当
該制御ルーチンを終了し、オンの時には自動運転である
と判断し、クラッチ16をオン(接続)して(ステップ
S2)、トルクモータ15と遊星歯車装置5のキャリア
7とを連結する。これにより、トルクモータ15による
ステアリングシャフト4の回転即ち、自動操舵が可能と
なる。次いで、ECU20は、環境認識システム21か
らの情報及び操舵角センサ22からの信号に基づいてト
ルクモータ15を駆動制御して舵角を制御する(ステッ
プS4)。このようにして、自動操舵制御が行われ、目
標コースに沿って自動走行される。
In FIG. 3, the ECU 20 determines whether the automatic operation switch 22 is on (step S).
1) If it is not on, it is determined that the operation is manual operation and the control routine is terminated. If it is on, it is determined that it is automatic operation, the clutch 16 is turned on (connected) (step S2), and the torque motor 15 The carrier 7 of the planetary gear set 5 is connected. Thereby, rotation of the steering shaft 4 by the torque motor 15, that is, automatic steering becomes possible. Next, the ECU 20 controls the driving of the torque motor 15 based on the information from the environment recognition system 21 and the signal from the steering angle sensor 22 to control the steering angle (step S4). In this way, the automatic steering control is performed, and the vehicle automatically travels along the target course.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明で
は、操舵機構として遊星歯車装置を使用し、サンギヤに
ステアリングシャフトを貫通固定し、リングギヤを係合
要素で車体側に固定し、キャリアをトルクモータにより
駆動することで、手動操舵時においては、通常のステア
リング系と全く同じとなり、自動操舵と手動操舵とが干
渉したときに速やかに且つ確実に手動操舵が優先され
る。また、操舵機構として遊星歯車装置を使用すること
により、堅牢且つ構成が簡単となり、コストの低減が図
られる。また、遊星歯車装置をステアリングシャフト上
に配置することにより、スペース性が向上する。更に、
リングギヤに所定のセット力を超える回転力が付与され
ると当該リングギヤの回転を許容する係合要素を使用す
ることで、自動操舵と手動操舵とが干渉したときの干渉
を検出するためのトルクセンサ等のセンサが不要とな
り、コストの低減が図られる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the planetary gear device is used as the steering mechanism, the steering shaft is fixedly fixed to the sun gear, the ring gear is fixed to the vehicle body with the engagement element, and the carrier is fixed. By driving with a torque motor, at the time of manual steering, it becomes exactly the same as a normal steering system, and when automatic steering and manual steering interfere with each other, priority is given to manual steering quickly and reliably. In addition, by using the planetary gear device as the steering mechanism, the structure is made robust and simple, and the cost is reduced. Further, by arranging the planetary gear device on the steering shaft, the space property is improved. Furthermore,
A torque sensor for detecting interference when automatic steering and manual steering interfere with each other by using an engagement element that permits rotation of the ring gear when a rotational force exceeding a predetermined set force is applied to the ring gear. Such a sensor becomes unnecessary, and the cost can be reduced.

【0026】請求項2の発明では、係合要素として摩擦
クラッチを使用することで、機械的なフェイルセイフが
成立し、自動操舵装置の暴走が防止される。また、構成
が簡単であり、コストの低減が図られる。請求項3の発
明では、遊星歯車装置のキャリアと駆動用モータとを更
に係合要素を介して接続し、手動操舵時には当該係合要
素を解放してキャリアとモータとを切り離すことで、手
動操舵におけるモータの連れ回りが防止され、フィーリ
ングの向上が図られる。
According to the second aspect of the invention, by using the friction clutch as the engagement element, a mechanical fail-safe is established, and runaway of the automatic steering device is prevented. Further, the configuration is simple, and the cost can be reduced. According to the third aspect of the present invention, the carrier of the planetary gear device and the drive motor are further connected via an engagement element, and the manual engagement is released during manual steering to separate the carrier from the motor. Is prevented, and the feeling is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る自動操舵機構付操舵装置の骨子図
である。
FIG. 1 is a skeleton diagram of a steering device with an automatic steering mechanism according to the present invention.

【図2】図1に示す自動操舵機構付操舵装置の自動・手
動制御システムのブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of an automatic / manual control system of the steering device with an automatic steering mechanism shown in FIG. 1;

【図3】図1の自動操舵機構付操舵装置の作動を示すフ
ローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the steering apparatus with an automatic steering mechanism shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 自動操舵機構付操舵装置 2 ステアリングホイール 3 ステアリングギヤボックス 4 ステアリングシャフト 5 遊星歯車装置 6 サンギヤ 7 キャリア 8 プラネットギヤ 9 リングギヤ 10、16 クラッチ(係合要素) 11 ブラケット 15 トルクモータ 17 ピニオン 18 ギヤ 20 運転切換制御ユニット(ECU) 21 環境認識システム 22 自動運転スイッチ 23 舵角センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering device with an automatic steering mechanism 2 Steering wheel 3 Steering gear box 4 Steering shaft 5 Planetary gear device 6 Sun gear 7 Carrier 8 Planet gear 9 Ring gear 10, 16 Clutch (engagement element) 11 Bracket 15 Torque motor 17 Pinion 18 Gear 20 Operation Switching control unit (ECU) 21 Environment recognition system 22 Automatic operation switch 23 Steering angle sensor

フロントページの続き (72)発明者 菅原 正 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 井上 紀夫 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 中根 吉英 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内Continued on the front page (72) Inventor Tadashi Sugawara 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Norio Inoue 5-33-8 Shiba 5-chome, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Industrial Inside the company (72) Inventor Yoshihide Nakane 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 自動操舵と手動操舵とが干渉したときに
手動操舵を優先させる自動操舵機構付操舵装置であっ
て、 ステアリングホイールとステアリングギヤとを連結する
ステアリングシャフトがサンギヤに貫通固定された遊星
歯車装置と、 前記遊星歯車装置のリングギヤを車体側に支持すると共
に当該リングギヤに付与される回転力が所定のセット力
を超えたときに当該リングギヤの回転を許容する係合要
素と、 前記遊星歯車装置のキャリアを回転駆動するモータとを
備えたことを特徴とする自動操舵機構付操舵装置。
1. A steering device with an automatic steering mechanism for giving priority to manual steering when automatic steering and manual steering interfere with each other, wherein a steering shaft connecting a steering wheel and a steering gear is fixedly penetrated by a sun gear. A gear device, an engagement element that supports the ring gear of the planetary gear device on the vehicle body side and allows rotation of the ring gear when a rotational force applied to the ring gear exceeds a predetermined set force; and the planetary gear. A steering device with an automatic steering mechanism, comprising: a motor that rotationally drives a carrier of the device.
【請求項2】 前記係合要素は、前記リングギヤに付与
される回転力が、前記所定のセット力よりも小さいとき
に前記リングギヤを固定し、前記所定のセット力を超え
たときに滑り始めて前記リングギヤの回転を許容する摩
擦クラッチであることを特徴とする請求項1記載の自動
操舵機構付操舵装置。
2. The engaging element fixes the ring gear when a rotational force applied to the ring gear is smaller than the predetermined set force, and starts sliding when the rotational force exceeds the predetermined set force. The steering device with an automatic steering mechanism according to claim 1, wherein the steering device is a friction clutch that allows rotation of a ring gear.
【請求項3】 請求項1記載の自動操舵機構付操舵装置
において、前記キャリアと前記モータとの間に介在され
てこれら両者を接続又は接続解除する係合要素を更に備
えたことを特徴とする自動操舵機構付操舵装置。
3. The steering device with an automatic steering mechanism according to claim 1, further comprising an engagement element interposed between the carrier and the motor for connecting or disconnecting the two. Steering device with automatic steering mechanism.
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