JP2002002511A - 車両用操舵装置 - Google Patents
車両用操舵装置Info
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- JP2002002511A JP2002002511A JP2000191667A JP2000191667A JP2002002511A JP 2002002511 A JP2002002511 A JP 2002002511A JP 2000191667 A JP2000191667 A JP 2000191667A JP 2000191667 A JP2000191667 A JP 2000191667A JP 2002002511 A JP2002002511 A JP 2002002511A
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- Japan
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- steering
- shaft
- contact portion
- receiving portion
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- Pending
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ステアバイワイヤシステムを採用した車両用操
舵装置において、操舵用アクチュエータの出力不足と応
答遅れを補うことができ、操作反力を付与することがで
きる機械的なフェールセーフ機構を提供する。 【解決手段】操作部材の回転操作に応じて操舵用アクチ
ュエータが制御される時、操作部材の操作に応じて回転
する入力シャフト10の回転角は、舵角変化により回転す
るよう車輪に機械的に連結される出力シャフトの回転角
よりも大きくされる。回転規制機構40における受け部41
a、41bと当たり部47a、47bとの、両シャフトの相対
回転量に応じた互いとの間隔変化を、弾性部材48a、48
bが付与する弾力により抑制する。両シャフトの相対回
転量が予め定めた一定量以上である時、その当たり部47
a、47bの受け部41a、41bに対する相対変位を受け部
41a、41bにより規制することで、両シャフトの相対回
転を阻止する。
舵装置において、操舵用アクチュエータの出力不足と応
答遅れを補うことができ、操作反力を付与することがで
きる機械的なフェールセーフ機構を提供する。 【解決手段】操作部材の回転操作に応じて操舵用アクチ
ュエータが制御される時、操作部材の操作に応じて回転
する入力シャフト10の回転角は、舵角変化により回転す
るよう車輪に機械的に連結される出力シャフトの回転角
よりも大きくされる。回転規制機構40における受け部41
a、41bと当たり部47a、47bとの、両シャフトの相対
回転量に応じた互いとの間隔変化を、弾性部材48a、48
bが付与する弾力により抑制する。両シャフトの相対回
転量が予め定めた一定量以上である時、その当たり部47
a、47bの受け部41a、41bに対する相対変位を受け部
41a、41bにより規制することで、両シャフトの相対回
転を阻止する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるステアバ
イワイヤシステムを採用した車両用操舵装置に関する。
イワイヤシステムを採用した車両用操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ステアバイワイヤシステムを採用した車
両用操舵装置においては、操作部材の操作に応じて駆動
される操舵用アクチュエータの動きを、その操作部材を
車輪に機械的に連結することなく、舵角が変化するよう
にその車輪に伝達可能である。そのため、操舵用アクチ
ュエータの誤動作や制御系の故障時において、ドライバ
ーによる操舵を可能にするフェールセーフ機構が必要に
なる。
両用操舵装置においては、操作部材の操作に応じて駆動
される操舵用アクチュエータの動きを、その操作部材を
車輪に機械的に連結することなく、舵角が変化するよう
にその車輪に伝達可能である。そのため、操舵用アクチ
ュエータの誤動作や制御系の故障時において、ドライバ
ーによる操舵を可能にするフェールセーフ機構が必要に
なる。
【0003】そこで、操作部材に機械的に連結される入
力シャフトと、舵角の変化に応じて回転するように車輪
に機械的に連結される出力シャフトと、両シャフトの相
対回転量が一定量以上になった場合に両シャフトの相対
回転を阻止するクラッチとを設けるフェールセーフ機構
が提案されている(特開平4‐365673号)。
力シャフトと、舵角の変化に応じて回転するように車輪
に機械的に連結される出力シャフトと、両シャフトの相
対回転量が一定量以上になった場合に両シャフトの相対
回転を阻止するクラッチとを設けるフェールセーフ機構
が提案されている(特開平4‐365673号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のステアバイワイ
ヤシステムにおいては、操舵用アクチュエータのみで舵
角を変化させるため、操舵用アクチュエータとして出力
が大きなものが必要で重量が増大する。さらに、ステア
バイワイヤシステムにおいては、操作部材を直進操舵位
置に復帰させる弾力を付与する機構が必要になり、構造
が複雑化するという問題がある。しかし、これら課題に
従来のフェールセーフ機構は何らの対処もなされていな
かった。
ヤシステムにおいては、操舵用アクチュエータのみで舵
角を変化させるため、操舵用アクチュエータとして出力
が大きなものが必要で重量が増大する。さらに、ステア
バイワイヤシステムにおいては、操作部材を直進操舵位
置に復帰させる弾力を付与する機構が必要になり、構造
が複雑化するという問題がある。しかし、これら課題に
従来のフェールセーフ機構は何らの対処もなされていな
かった。
【0005】本発明は、上記問題を解決することのでき
る車両用操舵装置を提供することを目的とする。
る車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、操作部材の回
転操作に応じて制御される操舵用アクチュエータの動き
を、その操作部材を車輪に機械的に連結することなく、
舵角が変化するようにその車輪に伝達可能な車両用操舵
装置において、その操作部材の回転に応じて回転するよ
うに、その操作部材に機械的に連結される入力シャフト
と、その舵角の変化に応じて回転するように、その車輪
に機械的に連結される出力シャフトと、その入力シャフ
トと出力シャフトの相対回転量に応じて互いとの間隔が
変化する受け部と当たり部とを有する回転規制機構とを
備える。その操作部材の回転操作に応じて操舵用アクチ
ュエータが制御される時、直進操舵位置からの入力シャ
フトの回転角は出力シャフトの回転角よりも大きくされ
る。両シャフトの相対回転量に応じた受け部と当たり部
との間隔変化を抑制する弾力を付与する弾性部材が設け
られる。その入力シャフトと出力シャフトの相対回転量
が予め定めた一定量以上である時、その当たり部の受け
部に対する相対変位を受け部により規制することで、両
シャフトの相対回転が阻止される。本発明の構成によれ
ば、操作部材の回転操作に応じて操舵用アクチュエータ
が制御されている時は、入力シャフトの回転角が出力シ
ャフトの回転角よりも大きくなるので、両シャフトは相
対回転する。その操舵用アクチュエータの動きによる舵
角変化量の目標値からの誤差がない時や小さい時は、当
たり部の受け部に対する相対変位が受け部により規制さ
れることはない。その誤差の増大時に当たり部の受け部
に対する相対変位を受け部により規制することで、両シ
ャフトの相対回転を阻止し、ドライバーの操舵意思から
大きく反した舵角変化を防止できる。また、操舵時にお
ける両シャフトの相対回転量に応じた受け部と当たり部
との間隔変化は、弾性部材の弾力により抑制される。そ
の入力シャフトは操作部材に機械的に連結されているこ
とから、その弾力により操作部材を直進操舵位置に復帰
させる方向の操作反力を付与できる。さらに、出力シャ
フトは舵角の変化により回転するように車輪に機械的に
連結されるので、その弾力を操舵用アクチュエータの出
力に重畳して舵角を変化させ、操舵用アクチュエータの
出力不足と応答遅れを補うことができる。
転操作に応じて制御される操舵用アクチュエータの動き
を、その操作部材を車輪に機械的に連結することなく、
舵角が変化するようにその車輪に伝達可能な車両用操舵
装置において、その操作部材の回転に応じて回転するよ
うに、その操作部材に機械的に連結される入力シャフト
と、その舵角の変化に応じて回転するように、その車輪
に機械的に連結される出力シャフトと、その入力シャフ
トと出力シャフトの相対回転量に応じて互いとの間隔が
変化する受け部と当たり部とを有する回転規制機構とを
備える。その操作部材の回転操作に応じて操舵用アクチ
ュエータが制御される時、直進操舵位置からの入力シャ
フトの回転角は出力シャフトの回転角よりも大きくされ
る。両シャフトの相対回転量に応じた受け部と当たり部
との間隔変化を抑制する弾力を付与する弾性部材が設け
られる。その入力シャフトと出力シャフトの相対回転量
が予め定めた一定量以上である時、その当たり部の受け
部に対する相対変位を受け部により規制することで、両
シャフトの相対回転が阻止される。本発明の構成によれ
ば、操作部材の回転操作に応じて操舵用アクチュエータ
が制御されている時は、入力シャフトの回転角が出力シ
ャフトの回転角よりも大きくなるので、両シャフトは相
対回転する。その操舵用アクチュエータの動きによる舵
角変化量の目標値からの誤差がない時や小さい時は、当
たり部の受け部に対する相対変位が受け部により規制さ
れることはない。その誤差の増大時に当たり部の受け部
に対する相対変位を受け部により規制することで、両シ
ャフトの相対回転を阻止し、ドライバーの操舵意思から
大きく反した舵角変化を防止できる。また、操舵時にお
ける両シャフトの相対回転量に応じた受け部と当たり部
との間隔変化は、弾性部材の弾力により抑制される。そ
の入力シャフトは操作部材に機械的に連結されているこ
とから、その弾力により操作部材を直進操舵位置に復帰
させる方向の操作反力を付与できる。さらに、出力シャ
フトは舵角の変化により回転するように車輪に機械的に
連結されるので、その弾力を操舵用アクチュエータの出
力に重畳して舵角を変化させ、操舵用アクチュエータの
出力不足と応答遅れを補うことができる。
【0007】その入力シャフトと出力シャフトの相対回
転量が予め定めた一定量以上か否かの検知装置と、その
相対回転量が予め定めた一定量以上である時、その操舵
用アクチュエータへの電力供給を遮断する遮断回路とを
備え、その電力供給の遮断時に、その入力シャフトの回
転を前記弾性部材を介して出力シャフトに伝達すること
で舵角を変化させることが可能とされているのが好まし
い。この構成によれば、入力シャフトと出力シャフトの
相対回転量に基づき、操舵用アクチュエータの制御量が
異常か否かを確実に判断し、異常である場合は操舵用ア
クチュエータへの電力供給を遮断できる。その電力供給
の遮断時に、入力シャフトの回転を弾性部材を介して出
力シャフトに伝達することで舵角を変化させることによ
り、フェール時においても操舵反力を付与できる。
転量が予め定めた一定量以上か否かの検知装置と、その
相対回転量が予め定めた一定量以上である時、その操舵
用アクチュエータへの電力供給を遮断する遮断回路とを
備え、その電力供給の遮断時に、その入力シャフトの回
転を前記弾性部材を介して出力シャフトに伝達すること
で舵角を変化させることが可能とされているのが好まし
い。この構成によれば、入力シャフトと出力シャフトの
相対回転量に基づき、操舵用アクチュエータの制御量が
異常か否かを確実に判断し、異常である場合は操舵用ア
クチュエータへの電力供給を遮断できる。その電力供給
の遮断時に、入力シャフトの回転を弾性部材を介して出
力シャフトに伝達することで舵角を変化させることによ
り、フェール時においても操舵反力を付与できる。
【0008】本発明の車両用操舵装置は、オーバーステ
ア時に操舵方向を反転し、アンダーステア時に操舵量が
増大するように前記操舵用アクチュエータを制御可能な
制御装置を備えるのが好ましい。オーバーステア状態で
は正常操舵状態に比べて、入力シャフトと出力シャフト
との相対回転量が大きいことから弾性部材の弾力による
操作部材の操作反力が大きい。よって、操舵方向を反転
するための操作部材の操作をドライバーに促すことがで
きるので、オーバーステア時に操舵方向を反転するため
の操舵用アクチュエータの制御と相まって、車両挙動の
安定化を図ることができる。アンダーステア状態では正
常操舵状態に比べて、入力シャフトと出力シャフトとの
相対回転量が小さいことから弾性部材の弾力による操作
部材の操作反力が小さい。よって、操舵量を増大するた
めの操作部材の操作をドライバーに促すことができるの
で、アンダーステア時に操舵量を増大するための操舵用
アクチュエータの制御と相まって、車両挙動の安定化を
図ることができる。
ア時に操舵方向を反転し、アンダーステア時に操舵量が
増大するように前記操舵用アクチュエータを制御可能な
制御装置を備えるのが好ましい。オーバーステア状態で
は正常操舵状態に比べて、入力シャフトと出力シャフト
との相対回転量が大きいことから弾性部材の弾力による
操作部材の操作反力が大きい。よって、操舵方向を反転
するための操作部材の操作をドライバーに促すことがで
きるので、オーバーステア時に操舵方向を反転するため
の操舵用アクチュエータの制御と相まって、車両挙動の
安定化を図ることができる。アンダーステア状態では正
常操舵状態に比べて、入力シャフトと出力シャフトとの
相対回転量が小さいことから弾性部材の弾力による操作
部材の操作反力が小さい。よって、操舵量を増大するた
めの操作部材の操作をドライバーに促すことができるの
で、アンダーステア時に操舵量を増大するための操舵用
アクチュエータの制御と相まって、車両挙動の安定化を
図ることができる。
【0009】その入力シャフトと出力シャフトとは互い
に同軸に配置され、その受け部として、シャフト周方向
において並列する第1受け部と第2受け部とが入力シャ
フト側に設けられ、その当たり部として、シャフト周方
向において並列する第1当たり部と第2当たり部とが出
力シャフト側に設けられ、その第1受け部と第1当たり
部とは、操作部材の回転操作に応じて操舵用アクチュエ
ータが制御される状態では、右操舵時に拡大すると共に
左操舵時に縮小するシャフト周方向の間隔をおいて対向
するように相対配置され、その第2受け部と第2当たり
部とは、操作部材の回転操作に応じて操舵用アクチュエ
ータが制御される状態では、右操舵時に縮小すると共に
左操舵時に拡大するシャフト周方向の間隔をおいて対向
するように相対配置され、その第1受け部と第1当たり
部との間と、その第2受け部と第2当たり部との間に、
前記弾性部材が配置されるのが好ましい。あるいは、そ
の入力シャフトと出力シャフトとは互いに同軸に配置さ
れ、前記回転規制機構は、その入力シャフトにシャフト
軸心をネジ軸心としてねじ合わされる連動部材を有し、
その出力シャフトは、その連動部材に同行回転可能かつ
シャフト軸方向に相対移動可能に連結され、その当たり
部として、シャフト軸方向において並列する第1当たり
部と第2当たり部とが、その連動部材に対してシャフト
軸方向に相対移動可能に設けられ、その受け部として、
シャフト軸方向において並列する第1受け部と第2受け
部とが車体側部材に設けられ、両受け部の間に両当たり
部が配置され、その第1当たり部と第2当たり部との間
に前記弾性部材が配置され、その第1当たり部は、車体
側部材に対するシャフト軸方向一方への移動が阻止さ
れ、シャフト軸方向他方への移動は弾性部材の弾力によ
り抑制され、その第2当たり部は、車体側部材に対する
シャフト軸方向他方への移動が阻止され、シャフト軸方
向一方への移動は弾性部材の弾力により抑制され、その
操作部材の回転操作に応じて操舵用アクチュエータが制
御される状態では、その第1当たり部は左操舵時に連動
部材とシャフト軸方向に同行移動可能とされると共に右
操舵時に連動部材に対してシャフト軸方向に相対移動可
能とされ、その第2当たり部は左操舵時に連動部材に対
してシャフト軸方向に相対移動可能とされると共に右操
舵時に連動部材とシャフト軸方向に同行移動可能とさ
れ、その第1受け部と第1当たり部とは、左操舵時に拡
大すると共に右操舵時に変化しないシャフト軸方向の間
隔をおいて相対配置され、その第2受け部と第2当たり
部とは、右操舵時に拡大すると共に左操舵時に変化しな
いシャフト軸方向の間隔をおいて相対配置されるのが好
ましい。これにより、本発明をシンプルな構造で実用化
できる。
に同軸に配置され、その受け部として、シャフト周方向
において並列する第1受け部と第2受け部とが入力シャ
フト側に設けられ、その当たり部として、シャフト周方
向において並列する第1当たり部と第2当たり部とが出
力シャフト側に設けられ、その第1受け部と第1当たり
部とは、操作部材の回転操作に応じて操舵用アクチュエ
ータが制御される状態では、右操舵時に拡大すると共に
左操舵時に縮小するシャフト周方向の間隔をおいて対向
するように相対配置され、その第2受け部と第2当たり
部とは、操作部材の回転操作に応じて操舵用アクチュエ
ータが制御される状態では、右操舵時に縮小すると共に
左操舵時に拡大するシャフト周方向の間隔をおいて対向
するように相対配置され、その第1受け部と第1当たり
部との間と、その第2受け部と第2当たり部との間に、
前記弾性部材が配置されるのが好ましい。あるいは、そ
の入力シャフトと出力シャフトとは互いに同軸に配置さ
れ、前記回転規制機構は、その入力シャフトにシャフト
軸心をネジ軸心としてねじ合わされる連動部材を有し、
その出力シャフトは、その連動部材に同行回転可能かつ
シャフト軸方向に相対移動可能に連結され、その当たり
部として、シャフト軸方向において並列する第1当たり
部と第2当たり部とが、その連動部材に対してシャフト
軸方向に相対移動可能に設けられ、その受け部として、
シャフト軸方向において並列する第1受け部と第2受け
部とが車体側部材に設けられ、両受け部の間に両当たり
部が配置され、その第1当たり部と第2当たり部との間
に前記弾性部材が配置され、その第1当たり部は、車体
側部材に対するシャフト軸方向一方への移動が阻止さ
れ、シャフト軸方向他方への移動は弾性部材の弾力によ
り抑制され、その第2当たり部は、車体側部材に対する
シャフト軸方向他方への移動が阻止され、シャフト軸方
向一方への移動は弾性部材の弾力により抑制され、その
操作部材の回転操作に応じて操舵用アクチュエータが制
御される状態では、その第1当たり部は左操舵時に連動
部材とシャフト軸方向に同行移動可能とされると共に右
操舵時に連動部材に対してシャフト軸方向に相対移動可
能とされ、その第2当たり部は左操舵時に連動部材に対
してシャフト軸方向に相対移動可能とされると共に右操
舵時に連動部材とシャフト軸方向に同行移動可能とさ
れ、その第1受け部と第1当たり部とは、左操舵時に拡
大すると共に右操舵時に変化しないシャフト軸方向の間
隔をおいて相対配置され、その第2受け部と第2当たり
部とは、右操舵時に拡大すると共に左操舵時に変化しな
いシャフト軸方向の間隔をおいて相対配置されるのが好
ましい。これにより、本発明をシンプルな構造で実用化
できる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1に示す車両用操舵装置は、ス
テアリングホイール(操作部材)1の回転操作に応じて
駆動される操舵用アクチュエータ2の動きを、そのステ
アリングホイール1を車輪4に機械的に連結することな
く、舵角が変化するようにステアリングギヤ3を介して
車輪4に伝達する。
テアリングホイール(操作部材)1の回転操作に応じて
駆動される操舵用アクチュエータ2の動きを、そのステ
アリングホイール1を車輪4に機械的に連結することな
く、舵角が変化するようにステアリングギヤ3を介して
車輪4に伝達する。
【0011】その操舵用アクチュエータ2は、例えば公
知のブラシレスモータ等の電動モータにより構成でき
る。そのステアリングギヤ3は、その操舵用アクチュエ
ータ2の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド
7の直線運動に変換する運動変換機構を有する。そのス
テアリングロッド7の動きは、タイロッド8とナックル
アーム9を介して車輪4に伝達される。そのステアリン
グギヤ3は、公知のものを用いることができ、操舵用ア
クチュエータ2の動きを車輪4のトー角の変化に変換で
きれば構成は限定されない。
知のブラシレスモータ等の電動モータにより構成でき
る。そのステアリングギヤ3は、その操舵用アクチュエ
ータ2の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド
7の直線運動に変換する運動変換機構を有する。そのス
テアリングロッド7の動きは、タイロッド8とナックル
アーム9を介して車輪4に伝達される。そのステアリン
グギヤ3は、公知のものを用いることができ、操舵用ア
クチュエータ2の動きを車輪4のトー角の変化に変換で
きれば構成は限定されない。
【0012】そのステアリングホイール1は、車体側に
より軸受(図示省略)を介して回転可能に支持される入
力シャフト10に接続されている。本実施形態では、そ
のステアリングホイール1と入力シャフト10とは一体
的に回転する。そのステアリングホイール1の操作に応
じて回転する入力シャフト10に、トルクを付加する反
力アクチュエータ19が設けられている。この反力アク
チュエータ19により、ステアリングホイール1の操作
反力を付与できる。この反力アクチュエータ19は、そ
の入力シャフト10と一体の出力軸を有するブラシレス
モータ等の電動モータにより構成できる。
より軸受(図示省略)を介して回転可能に支持される入
力シャフト10に接続されている。本実施形態では、そ
のステアリングホイール1と入力シャフト10とは一体
的に回転する。そのステアリングホイール1の操作に応
じて回転する入力シャフト10に、トルクを付加する反
力アクチュエータ19が設けられている。この反力アク
チュエータ19により、ステアリングホイール1の操作
反力を付与できる。この反力アクチュエータ19は、そ
の入力シャフト10と一体の出力軸を有するブラシレス
モータ等の電動モータにより構成できる。
【0013】そのステアリングホイール1の操作量とし
て、その入力シャフト10の回転角に対応する操作角δ
hを検出する角度センサ11が設けられている。また、
そのステアリングホイール1の操作トルクTを検出する
トルクセンサ12と、舵角に対応するステアリングロッ
ド7の動きを検出する舵角センサ13が設けられてい
る。
て、その入力シャフト10の回転角に対応する操作角δ
hを検出する角度センサ11が設けられている。また、
そのステアリングホイール1の操作トルクTを検出する
トルクセンサ12と、舵角に対応するステアリングロッ
ド7の動きを検出する舵角センサ13が設けられてい
る。
【0014】上記操舵用アクチュエータ2、反力アクチ
ュエータ19、角度センサ11、トルクセンサ12、舵
角センサ13は、コンピュータにより構成される制御装
置20に接続される。その制御装置20に、車両の横滑
り角に相関する変量として、車速vを検出する速度セン
サ14と、車両の横加速度Gyを検出する横加速度セン
サ15と、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセ
ンサ16とが接続されている。
ュエータ19、角度センサ11、トルクセンサ12、舵
角センサ13は、コンピュータにより構成される制御装
置20に接続される。その制御装置20に、車両の横滑
り角に相関する変量として、車速vを検出する速度セン
サ14と、車両の横加速度Gyを検出する横加速度セン
サ15と、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセ
ンサ16とが接続されている。
【0015】図2のフローチャートを参照して制御装置
20による車両の姿勢制御手順を説明する。なお、以下
の説明において、舵角および車両の横滑り角は、車両の
直進方向に対して左右一方に向かう場合の符号を正、左
右他方に向かう場合の符号を負とする。まず、各センサ
による車速v、横加速度Gy、ヨーレートγ、舵角δに
対応するステアリングロッド7の作動量、操作角δh、
操作トルクTの検出データが読み込まれる(ステップ
1)。次に、操作反力として目標操作トルクT* が演算
される(ステップ2)。例えばK1をゲインとして、T
* =K1・δhにより目標操作トルクT* を求める。そ
のゲインK1は予め定めて制御装置20に記憶されてい
る。そのゲインK1に基づき検出操作角δhに応じて定
まる目標操作トルクT* から検出操作トルクTを差し引
いた偏差が零になるように、反力アクチュエータ19を
制御する。次に、車両がオーバーステア状態あるいはア
ンダーステア状態になることで、車両挙動が不安定状態
か否かが判断される(ステップ3)。この判断は、例え
ば車両の横滑り角に相関する検出変量に基づいて行うこ
とができ、車両の横滑り角の絶対値や車両の横滑り角の
変化速度の絶対値が予め定めた設定値以上か否かにより
判断すればよい。すなわち図3の(1)に示すように、
横滑りがない場合に車両100が進行する破線で示す方
向と、オーバーステア状態の横滑りした車両100の前
後方向に沿う1点鎖線で示す車体中心線とがなす車両の
横滑り角をβとすると、その横滑り角βが大きくなると
スピンするおそれがあり、図3の(2)に示すように、
車両の横滑りがない場合に車両100が進行する破線で
示す方向と、アンダーステア状態の横滑りした車両10
0の前後方向に沿う2点鎖線で示す車体中心線とがなす
車両の横滑り角をβとすると、その横滑り角βが大きく
なるとドリフトするおそれがある。そのようなスピンや
ドリフトが生じる前に車両挙動が不安定状態か否かを判
断できるように、その車両の横滑り角の絶対値や横滑り
角の変化速度の設定値を定め、その設定値と求めた横滑
り角βやその変化速度を比較すればよい。図4に示すよ
うに、矢印Aで示す方向に車速vで旋回する車両100
に横滑りが生じていない場合、矢印Bで示す方向に作用
する横加速度Gyと矢印Cで示す方向に作用するヨーレ
ートγとの関係は、近似的にGy=γ・vである。その
矢印Cで示す方向のヨーレートγが車両の横滑りにより
減少するとオーバーステア状態になり、そのヨーレート
γが増加するとアンダーステア状態になる。その車両の
横滑り角βと変量Gy、γ、vとの関係が制御装置20
に記憶され、その関係から車両の横滑り角βが求められ
る。例えば、その車両の横滑り角βは、予め設定した時
間におけるGy/v−γの時間積分値、∫(Gy/v−
γ)dt=βにより求められる。ステップ3において車
両挙動が不安定状態でない場合、ステアリングホイール
1の回転操作に応じて操舵用アクチュエータ2を制御す
る(ステップ4)。すなわち、舵角δを目標舵角δ* に
することができるように、制御装置20は上記操舵用ア
クチュエータ2をステアリングホイール1の操作角δh
に応じて制御する。例えばK2をゲインとして、δ* =
K2・δhにより目標舵角δ* を求める。そのゲインK
2は予め定めて制御装置20に記憶されている。そのゲ
インK2に基づき検出操作角δhに応じて定まる目標舵
角δ* から検出舵角δを差し引いた偏差が零になるよう
に、操舵用アクチュエータ2を制御する。また、そのゲ
インK2を車速の関数とし、ステアリングホイール1の
操作量に対する舵角δの割合を車速に応じて変更できる
ようにしてもよい。すなわち、操作角δhに対する舵角
δの割合を車速が増加する程に小さくするように、その
操作角δhに対する目標舵角δ* の比率δ* /δhを検
出車速vに応じて変更し、その比率δ* /δhを車速v
が増加する程に小さくする。これにより、ステアリング
ホイール1の操作角変化に対する舵角変化を車速が増加
する程に小さくし、低速での車両旋回性と高速での走行
安定性の向上を図ることができる。ステップ3において
車両挙動が不安定状態である場合、その車両の横滑り角
βを打ち消すように操舵用アクチュエータ2を制御する
(ステップ5)。すなわち、オーバーステア時に操舵方
向を反転し、アンダーステア時に操舵量が増大するよう
に操舵用アクチュエータ2を制御する。これにより、車
両挙動が不安定である時に安定化するように車両姿勢が
制御される。しかる後に、制御を終了するか否かを、例
えば車両のエンジン始動用キースイッチのオン・オフに
基づき判断し(ステップ6)、終了しない場合はステッ
プ1に戻る。
20による車両の姿勢制御手順を説明する。なお、以下
の説明において、舵角および車両の横滑り角は、車両の
直進方向に対して左右一方に向かう場合の符号を正、左
右他方に向かう場合の符号を負とする。まず、各センサ
による車速v、横加速度Gy、ヨーレートγ、舵角δに
対応するステアリングロッド7の作動量、操作角δh、
操作トルクTの検出データが読み込まれる(ステップ
1)。次に、操作反力として目標操作トルクT* が演算
される(ステップ2)。例えばK1をゲインとして、T
* =K1・δhにより目標操作トルクT* を求める。そ
のゲインK1は予め定めて制御装置20に記憶されてい
る。そのゲインK1に基づき検出操作角δhに応じて定
まる目標操作トルクT* から検出操作トルクTを差し引
いた偏差が零になるように、反力アクチュエータ19を
制御する。次に、車両がオーバーステア状態あるいはア
ンダーステア状態になることで、車両挙動が不安定状態
か否かが判断される(ステップ3)。この判断は、例え
ば車両の横滑り角に相関する検出変量に基づいて行うこ
とができ、車両の横滑り角の絶対値や車両の横滑り角の
変化速度の絶対値が予め定めた設定値以上か否かにより
判断すればよい。すなわち図3の(1)に示すように、
横滑りがない場合に車両100が進行する破線で示す方
向と、オーバーステア状態の横滑りした車両100の前
後方向に沿う1点鎖線で示す車体中心線とがなす車両の
横滑り角をβとすると、その横滑り角βが大きくなると
スピンするおそれがあり、図3の(2)に示すように、
車両の横滑りがない場合に車両100が進行する破線で
示す方向と、アンダーステア状態の横滑りした車両10
0の前後方向に沿う2点鎖線で示す車体中心線とがなす
車両の横滑り角をβとすると、その横滑り角βが大きく
なるとドリフトするおそれがある。そのようなスピンや
ドリフトが生じる前に車両挙動が不安定状態か否かを判
断できるように、その車両の横滑り角の絶対値や横滑り
角の変化速度の設定値を定め、その設定値と求めた横滑
り角βやその変化速度を比較すればよい。図4に示すよ
うに、矢印Aで示す方向に車速vで旋回する車両100
に横滑りが生じていない場合、矢印Bで示す方向に作用
する横加速度Gyと矢印Cで示す方向に作用するヨーレ
ートγとの関係は、近似的にGy=γ・vである。その
矢印Cで示す方向のヨーレートγが車両の横滑りにより
減少するとオーバーステア状態になり、そのヨーレート
γが増加するとアンダーステア状態になる。その車両の
横滑り角βと変量Gy、γ、vとの関係が制御装置20
に記憶され、その関係から車両の横滑り角βが求められ
る。例えば、その車両の横滑り角βは、予め設定した時
間におけるGy/v−γの時間積分値、∫(Gy/v−
γ)dt=βにより求められる。ステップ3において車
両挙動が不安定状態でない場合、ステアリングホイール
1の回転操作に応じて操舵用アクチュエータ2を制御す
る(ステップ4)。すなわち、舵角δを目標舵角δ* に
することができるように、制御装置20は上記操舵用ア
クチュエータ2をステアリングホイール1の操作角δh
に応じて制御する。例えばK2をゲインとして、δ* =
K2・δhにより目標舵角δ* を求める。そのゲインK
2は予め定めて制御装置20に記憶されている。そのゲ
インK2に基づき検出操作角δhに応じて定まる目標舵
角δ* から検出舵角δを差し引いた偏差が零になるよう
に、操舵用アクチュエータ2を制御する。また、そのゲ
インK2を車速の関数とし、ステアリングホイール1の
操作量に対する舵角δの割合を車速に応じて変更できる
ようにしてもよい。すなわち、操作角δhに対する舵角
δの割合を車速が増加する程に小さくするように、その
操作角δhに対する目標舵角δ* の比率δ* /δhを検
出車速vに応じて変更し、その比率δ* /δhを車速v
が増加する程に小さくする。これにより、ステアリング
ホイール1の操作角変化に対する舵角変化を車速が増加
する程に小さくし、低速での車両旋回性と高速での走行
安定性の向上を図ることができる。ステップ3において
車両挙動が不安定状態である場合、その車両の横滑り角
βを打ち消すように操舵用アクチュエータ2を制御する
(ステップ5)。すなわち、オーバーステア時に操舵方
向を反転し、アンダーステア時に操舵量が増大するよう
に操舵用アクチュエータ2を制御する。これにより、車
両挙動が不安定である時に安定化するように車両姿勢が
制御される。しかる後に、制御を終了するか否かを、例
えば車両のエンジン始動用キースイッチのオン・オフに
基づき判断し(ステップ6)、終了しない場合はステッ
プ1に戻る。
【0016】車体側により出力シャフト31が軸受(図
示省略)を介して回転可能に支持されている。その出力
シャフト31は、舵角の変化に応じて回転するように車
輪4に機械的に連結されている。本実施形態では、その
出力シャフト31の一端にピニオン32が取り付けら
れ、そのピニオン32にかみ合うラック歯33が上記ス
テアリングロッド7に形成されている。これにより、舵
角の変化によりステアリングロッド7が移動することで
出力シャフト31が回転する。その入力シャフト10と
出力シャフト31とは互いに同軸心に配置されている。
示省略)を介して回転可能に支持されている。その出力
シャフト31は、舵角の変化に応じて回転するように車
輪4に機械的に連結されている。本実施形態では、その
出力シャフト31の一端にピニオン32が取り付けら
れ、そのピニオン32にかみ合うラック歯33が上記ス
テアリングロッド7に形成されている。これにより、舵
角の変化によりステアリングロッド7が移動することで
出力シャフト31が回転する。その入力シャフト10と
出力シャフト31とは互いに同軸心に配置されている。
【0017】ステアリングホイール1の回転操作に応じ
て操舵用アクチュエータ2が制御される時、直進操舵位
置からの入力シャフト10の回転角が出力シャフト31
の回転角よりも大きくなるように、ピニオン32とラッ
ク歯33のギヤ比が設定されている。これにより、その
操舵時においては入力シャフト10と出力シャフト31
とは相対回転し、直進操舵位置からの出力シャフト31
の最大回転角は入力シャフト10の最大回転角よりも小
さくなる。例えば、入力シャフト10の最大回転角が±
360°である時、出力シャフト31の最大回転角は±
100°とされる。
て操舵用アクチュエータ2が制御される時、直進操舵位
置からの入力シャフト10の回転角が出力シャフト31
の回転角よりも大きくなるように、ピニオン32とラッ
ク歯33のギヤ比が設定されている。これにより、その
操舵時においては入力シャフト10と出力シャフト31
とは相対回転し、直進操舵位置からの出力シャフト31
の最大回転角は入力シャフト10の最大回転角よりも小
さくなる。例えば、入力シャフト10の最大回転角が±
360°である時、出力シャフト31の最大回転角は±
100°とされる。
【0018】その入力シャフト10と出力シャフト31
との間に回転規制機構40が設けられている。図5、図
6に示すように、その回転規制機構40は一対の受け部
41a、41bと一対の当たり部47a、47bとを有
する。すなわち、その入力シャフト10の下端部に、シ
ャフト軸方向から視て扇形の突出部41がシャフト外周
から径方向に突出するように一体成形され、また、その
突出部41に入力シャフト10を囲む円弧状の支持プレ
ート42が溶接等により一体化される。その突出部41
におけるシャフト径方向に沿う一対の面が、シャフト周
方向において並列すると共に入力シャフト10と同行回
転する第1受け部41aと第2受け部41bとを構成す
る。
との間に回転規制機構40が設けられている。図5、図
6に示すように、その回転規制機構40は一対の受け部
41a、41bと一対の当たり部47a、47bとを有
する。すなわち、その入力シャフト10の下端部に、シ
ャフト軸方向から視て扇形の突出部41がシャフト外周
から径方向に突出するように一体成形され、また、その
突出部41に入力シャフト10を囲む円弧状の支持プレ
ート42が溶接等により一体化される。その突出部41
におけるシャフト径方向に沿う一対の面が、シャフト周
方向において並列すると共に入力シャフト10と同行回
転する第1受け部41aと第2受け部41bとを構成す
る。
【0019】その出力シャフト31の上端部に、シャフ
ト軸方向から視て扇形の延出部43がシャフト外周から
軸方向に延び出るように一体成形されている。その延出
部43におけるシャフト径方向に沿う一対の面が、シャ
フト周方向において並列すると共に出力シャフト31と
同行回転する第1当たり部47aと第2当たり部47b
とを構成する。
ト軸方向から視て扇形の延出部43がシャフト外周から
軸方向に延び出るように一体成形されている。その延出
部43におけるシャフト径方向に沿う一対の面が、シャ
フト周方向において並列すると共に出力シャフト31と
同行回転する第1当たり部47aと第2当たり部47b
とを構成する。
【0020】その延出部43は、入力シャフト10と支
持プレート42との間の空間に挿入され、入力シャフト
10に対してシャフト周方向に相対移動可能とされてい
る。これにより、入力シャフト側に設けられた第1受け
部41aと出力シャフト側に設けられた第1当たり部4
7aとは、シャフト周方向の間隔をおいて対向するよう
に相対配置される。また、入力シャフト側に設けられた
第2受け部41bと出力シャフト側に設けられた第2当
たり部47bとは、シャフト周方向の間隔をおいて対向
するように相対配置され、図6に示す直進操舵状態にお
いて両間隔は互いに等しくされる。その第1受け部41
aと第1当たり部47aとのシャフト周方向の間隔は、
両シャフト10、31の相対回転量に応じて変化し、ス
テアリングホイール1の回転操作に応じて操舵用アクチ
ュエータ2が制御される状態では、その間隔は右操舵時
に拡大すると共に左操舵時に縮小する。また、その第2
受け部41bと第2当たり部47bとのシャフト周方向
の間隔は、両シャフト10、31の相対回転量に応じて
変化し、ステアリングホイール1の回転操作に応じて操
舵用アクチュエータ2が制御される状態では、その間隔
は右操舵時に縮小すると共に左操舵時に拡大する。
持プレート42との間の空間に挿入され、入力シャフト
10に対してシャフト周方向に相対移動可能とされてい
る。これにより、入力シャフト側に設けられた第1受け
部41aと出力シャフト側に設けられた第1当たり部4
7aとは、シャフト周方向の間隔をおいて対向するよう
に相対配置される。また、入力シャフト側に設けられた
第2受け部41bと出力シャフト側に設けられた第2当
たり部47bとは、シャフト周方向の間隔をおいて対向
するように相対配置され、図6に示す直進操舵状態にお
いて両間隔は互いに等しくされる。その第1受け部41
aと第1当たり部47aとのシャフト周方向の間隔は、
両シャフト10、31の相対回転量に応じて変化し、ス
テアリングホイール1の回転操作に応じて操舵用アクチ
ュエータ2が制御される状態では、その間隔は右操舵時
に拡大すると共に左操舵時に縮小する。また、その第2
受け部41bと第2当たり部47bとのシャフト周方向
の間隔は、両シャフト10、31の相対回転量に応じて
変化し、ステアリングホイール1の回転操作に応じて操
舵用アクチュエータ2が制御される状態では、その間隔
は右操舵時に縮小すると共に左操舵時に拡大する。
【0021】その第1受け部41aと第1当たり部47
aとの間にバネにより構成される第1弾性部材48aが
配置され、その第2受け部41bと第2当たり部47b
との間にバネにより構成される第2弾性部材48bが配
置される。その第1弾性部材48aの一端は第1受け部
41aに連結され、他端は第1ガイド片49aに連結さ
れ、その第1ガイド片49aは第1弾性部材48aの弾
力により第1当たり部47aに押し付けられる。その第
2弾性部材48bの一端は第2受け部41bに連結さ
れ、他端は第2ガイド片49bに連結され、その第2ガ
イド片49bは第2弾性部材48bの弾力により第2当
たり部47bに押し付けられる。各ガイド片49a、4
9bは、入力シャフト10の外周と支持プレート42の
内周とに形成されたシャフト周方向に沿う溝10′、4
2′に、シャフト周方向に相対摺動可能に嵌め合わされ
ている。
aとの間にバネにより構成される第1弾性部材48aが
配置され、その第2受け部41bと第2当たり部47b
との間にバネにより構成される第2弾性部材48bが配
置される。その第1弾性部材48aの一端は第1受け部
41aに連結され、他端は第1ガイド片49aに連結さ
れ、その第1ガイド片49aは第1弾性部材48aの弾
力により第1当たり部47aに押し付けられる。その第
2弾性部材48bの一端は第2受け部41bに連結さ
れ、他端は第2ガイド片49bに連結され、その第2ガ
イド片49bは第2弾性部材48bの弾力により第2当
たり部47bに押し付けられる。各ガイド片49a、4
9bは、入力シャフト10の外周と支持プレート42の
内周とに形成されたシャフト周方向に沿う溝10′、4
2′に、シャフト周方向に相対摺動可能に嵌め合わされ
ている。
【0022】左操舵時に両シャフト10、31の相対回
転量に応じて第1受け部41aと第1当たり部47aと
の間隔が縮小することで、第1弾性部材48aが弾性的
に圧縮されることにより、その間隔変化を抑制する弾力
が付与される。また、右操舵時に両シャフト10、31
の相対回転量に応じて第2受け部41bと第2当たり部
47bとの間隔が縮小することで、第2弾性部材48b
が弾性的に圧縮されることにより、その間隔変化を抑制
する弾力が付与される。
転量に応じて第1受け部41aと第1当たり部47aと
の間隔が縮小することで、第1弾性部材48aが弾性的
に圧縮されることにより、その間隔変化を抑制する弾力
が付与される。また、右操舵時に両シャフト10、31
の相対回転量に応じて第2受け部41bと第2当たり部
47bとの間隔が縮小することで、第2弾性部材48b
が弾性的に圧縮されることにより、その間隔変化を抑制
する弾力が付与される。
【0023】その入力シャフト10と出力シャフト31
の相対回転量が予め定めた一定量以上である時、その第
1当たり部47aの第1受け部41aに対する相対変位
を第1受け部41aにより第1ガイド片49aと第1弾
性部材48aとを介して規制することで、あるいは、そ
の第2当たり部47bの第2受け部41bに対する相対
変位を第2受け部41bにより第2ガイド片49bと第
2弾性部材48bとを介して規制することで、両シャフ
ト10、31の相対回転が阻止される。
の相対回転量が予め定めた一定量以上である時、その第
1当たり部47aの第1受け部41aに対する相対変位
を第1受け部41aにより第1ガイド片49aと第1弾
性部材48aとを介して規制することで、あるいは、そ
の第2当たり部47bの第2受け部41bに対する相対
変位を第2受け部41bにより第2ガイド片49bと第
2弾性部材48bとを介して規制することで、両シャフ
ト10、31の相対回転が阻止される。
【0024】その入力シャフト10と出力シャフト31
の相対回転量が予め定めた一定量以上か否かの検知装置
として、第1受け部41aに第1ガイド片49aの近接
を検知する第1近接スイッチ51aが取り付けられ、第
2受け部41bに第2ガイド片49bの近接を検知する
第2近接スイッチ51bが取り付けられている。図7に
示すように、各近接スイッチ51a、51bは常開とさ
れ、両シャフト10、31の相対回転量が予め定めた一
定量以上である時、操舵用アクチュエータ2への電力供
給を遮断する遮断回路を構成する。すなわち、両シャフ
ト10、31の相対回転量が一定量以上である時、両近
接スイッチ51a、51bの中の何れかが閉じることで
リレー53が励磁され、操舵用アクチュエータ2への電
源52からの電力供給路におけるリレースイッチ54
が、バネ55の弾力に抗して開かれる。これにより、入
力シャフト10と出力シャフト31の相対回転量に基づ
き、操舵用アクチュエータ2の制御量が異常か否かを確
実に判断し、異常である場合は操舵用アクチュエータ2
への電力供給を遮断できる。その電力供給の遮断時に、
入力シャフト10の回転を両受け部41a、41bの中
の何れかと、両弾性部材48a、48bの中の何れか
と、両当たり部47a、47bの中の何れかとを介して
出力シャフト31に伝達することで舵角を変化させるこ
とにより、フェール時においても操舵反力を付与でき
る。
の相対回転量が予め定めた一定量以上か否かの検知装置
として、第1受け部41aに第1ガイド片49aの近接
を検知する第1近接スイッチ51aが取り付けられ、第
2受け部41bに第2ガイド片49bの近接を検知する
第2近接スイッチ51bが取り付けられている。図7に
示すように、各近接スイッチ51a、51bは常開とさ
れ、両シャフト10、31の相対回転量が予め定めた一
定量以上である時、操舵用アクチュエータ2への電力供
給を遮断する遮断回路を構成する。すなわち、両シャフ
ト10、31の相対回転量が一定量以上である時、両近
接スイッチ51a、51bの中の何れかが閉じることで
リレー53が励磁され、操舵用アクチュエータ2への電
源52からの電力供給路におけるリレースイッチ54
が、バネ55の弾力に抗して開かれる。これにより、入
力シャフト10と出力シャフト31の相対回転量に基づ
き、操舵用アクチュエータ2の制御量が異常か否かを確
実に判断し、異常である場合は操舵用アクチュエータ2
への電力供給を遮断できる。その電力供給の遮断時に、
入力シャフト10の回転を両受け部41a、41bの中
の何れかと、両弾性部材48a、48bの中の何れか
と、両当たり部47a、47bの中の何れかとを介して
出力シャフト31に伝達することで舵角を変化させるこ
とにより、フェール時においても操舵反力を付与でき
る。
【0025】上記構成によれば、ステアリングホイール
1の回転操作に応じて操舵用アクチュエータ2が制御さ
れている時は、入力シャフト10の回転角が出力シャフ
ト31の回転角よりも大きくなるので、両シャフト1
0、31は相対回転する。その操舵用アクチュエータ2
の動きによる舵角変化量の目標値からの誤差がない時や
小さい時は、当たり部47a、47bの受け部41a、
41bに対するシャフト周方向の相対変位が受け部41
a、41bにより規制されることはない。その誤差の増
大時に第1当たり部47aの第1受け部41aに対する
シャフト周方向の相対変位を第1受け部41aにより規
制することで、あるいは、第2当たり部47bの第2受
け部41bに対するシャフト周方向の相対変位を第2受
け部41bにより規制することで、両シャフト10、3
1の相対回転を阻止し、ドライバーの操舵意思から大き
く反した舵角変化を防止できる。その出力シャフト31
は舵角の変化により回転するように車輪4に機械的に連
結されるので、両弾性部材48a、48bの中の何れか
の弾力を操舵用アクチュエータ2の出力に重畳して舵角
を変化させ、操舵用アクチュエータ2の出力不足と応答
遅れを補うことができる。また、操舵時における両シャ
フト10、31の相対回転量に応じた受け部41a、4
1bと当たり部47a、47bとのシャフト周方向の間
隔変化は、弾性部材48a、48bの弾力により抑制さ
れる。その入力シャフト10はステアリングホイール1
に機械的に連結されていることから、その弾力によりス
テアリングホイール1を直進操舵位置に復帰させる方向
の操作反力を付与できる。また、オーバーステア状態で
は正常操舵状態に比べて、入力シャフト10と出力シャ
フト31との相対回転量が大きいことから弾性部材48
a、48bの弾力によるステアリングホイール1の操作
反力が大きい。よって、操舵方向を反転するためのステ
アリングホイール1の操作をドライバーに促すことがで
き、オーバーステア時に操舵方向を反転するための操舵
用アクチュエータ2の制御と相まって、車両挙動の安定
化を図ることができる。アンダーステア状態では正常操
舵状態に比べて、入力シャフト10と出力シャフト31
との相対回転量が小さいことから弾性部材48a、48
bの弾力によるステアリングホイール1の操作反力が小
さい。よって、操舵量を増大するためのステアリングホ
イール1の操作をドライバーに促すことができ、アンダ
ーステア時に操舵量を増大するための操舵用アクチュエ
ータ2の制御と相まって、車両挙動の安定化を図ること
ができる。
1の回転操作に応じて操舵用アクチュエータ2が制御さ
れている時は、入力シャフト10の回転角が出力シャフ
ト31の回転角よりも大きくなるので、両シャフト1
0、31は相対回転する。その操舵用アクチュエータ2
の動きによる舵角変化量の目標値からの誤差がない時や
小さい時は、当たり部47a、47bの受け部41a、
41bに対するシャフト周方向の相対変位が受け部41
a、41bにより規制されることはない。その誤差の増
大時に第1当たり部47aの第1受け部41aに対する
シャフト周方向の相対変位を第1受け部41aにより規
制することで、あるいは、第2当たり部47bの第2受
け部41bに対するシャフト周方向の相対変位を第2受
け部41bにより規制することで、両シャフト10、3
1の相対回転を阻止し、ドライバーの操舵意思から大き
く反した舵角変化を防止できる。その出力シャフト31
は舵角の変化により回転するように車輪4に機械的に連
結されるので、両弾性部材48a、48bの中の何れか
の弾力を操舵用アクチュエータ2の出力に重畳して舵角
を変化させ、操舵用アクチュエータ2の出力不足と応答
遅れを補うことができる。また、操舵時における両シャ
フト10、31の相対回転量に応じた受け部41a、4
1bと当たり部47a、47bとのシャフト周方向の間
隔変化は、弾性部材48a、48bの弾力により抑制さ
れる。その入力シャフト10はステアリングホイール1
に機械的に連結されていることから、その弾力によりス
テアリングホイール1を直進操舵位置に復帰させる方向
の操作反力を付与できる。また、オーバーステア状態で
は正常操舵状態に比べて、入力シャフト10と出力シャ
フト31との相対回転量が大きいことから弾性部材48
a、48bの弾力によるステアリングホイール1の操作
反力が大きい。よって、操舵方向を反転するためのステ
アリングホイール1の操作をドライバーに促すことがで
き、オーバーステア時に操舵方向を反転するための操舵
用アクチュエータ2の制御と相まって、車両挙動の安定
化を図ることができる。アンダーステア状態では正常操
舵状態に比べて、入力シャフト10と出力シャフト31
との相対回転量が小さいことから弾性部材48a、48
bの弾力によるステアリングホイール1の操作反力が小
さい。よって、操舵量を増大するためのステアリングホ
イール1の操作をドライバーに促すことができ、アンダ
ーステア時に操舵量を増大するための操舵用アクチュエ
ータ2の制御と相まって、車両挙動の安定化を図ること
ができる。
【0026】図8、図9は上記実施形態の変形例を示
し、上記実施形態と同様部分は同一符号で示す。本変形
例は上記実施形態の回転規制機構40と異なる回転規制
機構40′を有する。その回転規制機構40′は、入力
シャフト10にシャフト軸心をネジ軸心としてねじ合わ
される連動部材60を有する。その連動部材60は円筒
状で、中心孔に形成された雌ねじ60aに入力シャフト
10の外周に形成された雄ねじ10aがねじ合わされ
る。その連動部材60にシャフト軸方向に沿い貫通孔6
0b′が形成されている。その貫通孔60b′に、出力
シャフト31と一体の延出部43がシャフト軸方向に相
対移動可能かつシャフト軸中心に相対回転不能に挿入さ
れている。これにより、出力シャフト31と連動部材6
0は同行回転可能かつシャフト軸方向に相対移動可能に
連結されている。
し、上記実施形態と同様部分は同一符号で示す。本変形
例は上記実施形態の回転規制機構40と異なる回転規制
機構40′を有する。その回転規制機構40′は、入力
シャフト10にシャフト軸心をネジ軸心としてねじ合わ
される連動部材60を有する。その連動部材60は円筒
状で、中心孔に形成された雌ねじ60aに入力シャフト
10の外周に形成された雄ねじ10aがねじ合わされ
る。その連動部材60にシャフト軸方向に沿い貫通孔6
0b′が形成されている。その貫通孔60b′に、出力
シャフト31と一体の延出部43がシャフト軸方向に相
対移動可能かつシャフト軸中心に相対回転不能に挿入さ
れている。これにより、出力シャフト31と連動部材6
0は同行回転可能かつシャフト軸方向に相対移動可能に
連結されている。
【0027】その連動部材60の外周に第1当たり部6
1を構成する円環と第2当たり部62を構成する円環と
が、シャフト軸方向に相対移動可能に嵌め合わされてい
る。これにより両当たり部61、62はシャフト軸方向
において並列する。両当たり部61、62が連動部材6
0から抜けるのを阻止する抜け止め部60b、60cが
連動部材60の両端に形成されている。
1を構成する円環と第2当たり部62を構成する円環と
が、シャフト軸方向に相対移動可能に嵌め合わされてい
る。これにより両当たり部61、62はシャフト軸方向
において並列する。両当たり部61、62が連動部材6
0から抜けるのを阻止する抜け止め部60b、60cが
連動部材60の両端に形成されている。
【0028】その連動部材60の周囲に位置する車体側
部材70に、その第1当たり部61に対向する第1受け
部70aと第2当たり部62に対向する第2受け部70
bとが、シャフト軸方向において並列するように設けら
れ、両受け部70a、70bの間に両当たり部61、6
2が配置される。
部材70に、その第1当たり部61に対向する第1受け
部70aと第2当たり部62に対向する第2受け部70
bとが、シャフト軸方向において並列するように設けら
れ、両受け部70a、70bの間に両当たり部61、6
2が配置される。
【0029】両当たり部61、62の間に圧縮コイルバ
ネにより構成される弾性部材48′が配置されている。
ネにより構成される弾性部材48′が配置されている。
【0030】その第1当たり部61は、一方の抜け止め
部60bと第1受け部70aとにより、図8に示す直進
操舵状態から連動部材60と車体側部材70とに対する
シャフト軸方向一方(図8において上方)への移動が阻
止され、シャフト軸方向他方(図8において下方)への
移動は弾性部材48′の弾力により抑制される。第2当
たり部62は、他方の抜け止め部60cと第2受け部7
0bとにより、直進操舵状態から連動部材60と車体側
部材70とに対するシャフト軸方向他方への移動が阻止
され、シャフト軸方向一方への移動は弾性部材48′の
弾力により抑制される。
部60bと第1受け部70aとにより、図8に示す直進
操舵状態から連動部材60と車体側部材70とに対する
シャフト軸方向一方(図8において上方)への移動が阻
止され、シャフト軸方向他方(図8において下方)への
移動は弾性部材48′の弾力により抑制される。第2当
たり部62は、他方の抜け止め部60cと第2受け部7
0bとにより、直進操舵状態から連動部材60と車体側
部材70とに対するシャフト軸方向他方への移動が阻止
され、シャフト軸方向一方への移動は弾性部材48′の
弾力により抑制される。
【0031】ステアリングホイール1の回転操作に応じ
て操舵用アクチュエータが制御される状態では、直進操
舵位置からの入力シャフト10の回転角は出力シャフト
31の回転角よりも大きくされるので、入力シャフト1
0と出力シャフト31とは相対回転する。両シャフト1
0、31の相対回転により、連動部材60は入力シャフ
ト10に対して相対回転することになり、入力シャフト
10は軸方向移動しないので、連動部材60はシャフト
軸方向に移動する。本実施形態では、左操舵時に連動部
材60は図8において下方移動し、右操舵時に上方移動
する。これにより、その第1当たり部61は左操舵時に
連動部材60とシャフト軸方向に同行移動すると共に右
操舵時に連動部材60に対してシャフト軸方向に相対移
動する。よって、その第1受け部70aと第1当たり部
61とは、左操舵時に拡大すると共に右操舵時に変化し
ないシャフト軸方向の間隔をおいて相対配置されること
になる。また、その第2当たり部62は左操舵時に連動
部材60に対してシャフト軸方向に相対移動すると共に
右操舵時に連動部材60とシャフト軸方向に同行移動す
る。よって、その第2受け部70bと第2当たり部62
とは、右操舵時に拡大すると共に左操舵時に変化しない
シャフト軸方向の間隔をおいて相対配置されることにな
る。
て操舵用アクチュエータが制御される状態では、直進操
舵位置からの入力シャフト10の回転角は出力シャフト
31の回転角よりも大きくされるので、入力シャフト1
0と出力シャフト31とは相対回転する。両シャフト1
0、31の相対回転により、連動部材60は入力シャフ
ト10に対して相対回転することになり、入力シャフト
10は軸方向移動しないので、連動部材60はシャフト
軸方向に移動する。本実施形態では、左操舵時に連動部
材60は図8において下方移動し、右操舵時に上方移動
する。これにより、その第1当たり部61は左操舵時に
連動部材60とシャフト軸方向に同行移動すると共に右
操舵時に連動部材60に対してシャフト軸方向に相対移
動する。よって、その第1受け部70aと第1当たり部
61とは、左操舵時に拡大すると共に右操舵時に変化し
ないシャフト軸方向の間隔をおいて相対配置されること
になる。また、その第2当たり部62は左操舵時に連動
部材60に対してシャフト軸方向に相対移動すると共に
右操舵時に連動部材60とシャフト軸方向に同行移動す
る。よって、その第2受け部70bと第2当たり部62
とは、右操舵時に拡大すると共に左操舵時に変化しない
シャフト軸方向の間隔をおいて相対配置されることにな
る。
【0032】その入力シャフト10と出力シャフト31
の相対回転量が予め定めた一定量以上か否かの検知装置
として、車体側部材70に近接スイッチ51′が両当た
り部61、62の中間位置に取り付けられている。その
近接スイッチ51′は常開とされ、両シャフト10、3
1の相対回転量が一定量以上になって両当たり部61、
62の中の何れかの近接を検知すると閉じられ、上記実
施形態の近接スイッチ51a、51bに代えて操舵用ア
クチュエータ2への電力供給を遮断する遮断回路を構成
する。他は第1実施形態と同様の構成とされている。
の相対回転量が予め定めた一定量以上か否かの検知装置
として、車体側部材70に近接スイッチ51′が両当た
り部61、62の中間位置に取り付けられている。その
近接スイッチ51′は常開とされ、両シャフト10、3
1の相対回転量が一定量以上になって両当たり部61、
62の中の何れかの近接を検知すると閉じられ、上記実
施形態の近接スイッチ51a、51bに代えて操舵用ア
クチュエータ2への電力供給を遮断する遮断回路を構成
する。他は第1実施形態と同様の構成とされている。
【0033】上記変形例によれば、ステアリングホイー
ル1の回転操作に応じて操舵用アクチュエータ2が制御
されている時は、入力シャフト10の回転角が出力シャ
フト31の回転角よりも大きくなるので、両シャフト1
0、31は相対回転する。その操舵用アクチュエータ2
の動きによる舵角変化量の目標値からの誤差がない時や
小さい時は、当たり部61、62の受け部70a、70
bに対するシャフト軸方向の相対変位が受け部70a、
70bにより規制されることはない。その誤差の増大時
に第1当たり部61の第1受け部70aに対するシャフ
ト軸方向の相対変位を弾性部材48′を介して第2受け
部70bにより規制することで、あるいは、第2当たり
部62の第2受け部70bに対するシャフト軸方向の相
対変位を弾性部材48′を介して第1受け部70aによ
り規制することで、両シャフト10、31の相対回転を
阻止し、ドライバーの操舵意思から大きく反した舵角変
化を防止できる。また、操舵時における両シャフト1
0、31の相対回転量に応じた当たり部61、62と受
け部70a、70bとのシャフト軸方向の間隔変化は、
弾性部材48′の弾力により抑制される。その入力シャ
フト10はステアリングホイール1に機械的に連結され
ていることから、その弾力をステアリングホイール1を
直進操舵位置に復帰させる方向の操作反力として付与す
ることができる。他は上記実施形態と同様の作用を奏す
る。
ル1の回転操作に応じて操舵用アクチュエータ2が制御
されている時は、入力シャフト10の回転角が出力シャ
フト31の回転角よりも大きくなるので、両シャフト1
0、31は相対回転する。その操舵用アクチュエータ2
の動きによる舵角変化量の目標値からの誤差がない時や
小さい時は、当たり部61、62の受け部70a、70
bに対するシャフト軸方向の相対変位が受け部70a、
70bにより規制されることはない。その誤差の増大時
に第1当たり部61の第1受け部70aに対するシャフ
ト軸方向の相対変位を弾性部材48′を介して第2受け
部70bにより規制することで、あるいは、第2当たり
部62の第2受け部70bに対するシャフト軸方向の相
対変位を弾性部材48′を介して第1受け部70aによ
り規制することで、両シャフト10、31の相対回転を
阻止し、ドライバーの操舵意思から大きく反した舵角変
化を防止できる。また、操舵時における両シャフト1
0、31の相対回転量に応じた当たり部61、62と受
け部70a、70bとのシャフト軸方向の間隔変化は、
弾性部材48′の弾力により抑制される。その入力シャ
フト10はステアリングホイール1に機械的に連結され
ていることから、その弾力をステアリングホイール1を
直進操舵位置に復帰させる方向の操作反力として付与す
ることができる。他は上記実施形態と同様の作用を奏す
る。
【0034】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、入力シャフト10はステアリングホイール1と一
体回転するものに限定されず、ステアリングホイール1
の回転に応じて回転するようにステアリングホイール1
に連結されていればよく、ステアリングホイール1と入
力シャフト10との間にギヤ機構が介在してもよい。
えば、入力シャフト10はステアリングホイール1と一
体回転するものに限定されず、ステアリングホイール1
の回転に応じて回転するようにステアリングホイール1
に連結されていればよく、ステアリングホイール1と入
力シャフト10との間にギヤ機構が介在してもよい。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、ステアバイワイヤシス
テムを採用した車両用操舵装置において、簡便でコスト
メリットが高く、異常発生時に確実に機能し、操舵用ア
クチュエータの出力不足と応答遅れを補うことができ、
操作反力を付与することができ、車両挙動の安定化を図
ることができる機械的なフェールセーフ機構を提供でき
る。
テムを採用した車両用操舵装置において、簡便でコスト
メリットが高く、異常発生時に確実に機能し、操舵用ア
クチュエータの出力不足と応答遅れを補うことができ、
操作反力を付与することができ、車両挙動の安定化を図
ることができる機械的なフェールセーフ機構を提供でき
る。
【図1】本発明の実施形態の車両用操舵装置の構成説明
図
図
【図2】本発明の実施形態の操舵装置を備えた車両の姿
勢制御手順を示すフローチャート
勢制御手順を示すフローチャート
【図3】本発明の実施形態の操舵装置を備えた車両の
(1)はオーバーステア状態の作用説明図、(2)はア
ンダーステア状態の作用説明図
(1)はオーバーステア状態の作用説明図、(2)はア
ンダーステア状態の作用説明図
【図4】本発明の実施形態の操舵装置を備えた車両のヨ
ーレートと横加速度との関係の説明図
ーレートと横加速度との関係の説明図
【図5】本発明の実施形態の車両用操舵装置における要
部の縦断面図
部の縦断面図
【図6】本発明の実施形態の車両用操舵装置における要
部の横断面図
部の横断面図
【図7】本発明の実施形態の車両用操舵装置における電
力供給遮断回路図
力供給遮断回路図
【図8】本発明の変形例の車両用操舵装置における要部
の縦断面図
の縦断面図
【図9】本発明の変形例の車両用操舵装置における要部
の横断面図
の横断面図
1 ステアリングホイール 2 操舵用アクチュエータ 4 車輪 10 入力シャフト 20 制御装置 31 出力シャフト 40、40′ 回転規制機構 41a、70a 第1受け部 41b、70b 第2受け部 47a、61 第1当たり部 47b、62 第2当たり部 48a 第1弾性部材 48b 第2弾性部材 48′ 弾性部材 51a、51b、51′ 近接スイッチ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B62D 119:00 B62D 119:00 137:00 137:00 (72)発明者 高松 孝修 大阪府大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 瀬川 雅也 大阪府大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 葉山 良平 大阪府大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光洋精工株式会社内 Fターム(参考) 3D032 CC02 CC12 CC32 DA03 DA15 DA23 DA29 DA33 DC35 EB01 EB04 EB16 EB17 EB21 3D033 CA13 CA16 CA28 CA29
Claims (5)
- 【請求項1】操作部材の回転操作に応じて制御される操
舵用アクチュエータの動きを、その操作部材を車輪に機
械的に連結することなく、舵角が変化するようにその車
輪に伝達可能な車両用操舵装置において、その操作部材
の回転に応じて回転するように、その操作部材に機械的
に連結される入力シャフトと、その舵角の変化に応じて
回転するように、その車輪に機械的に連結される出力シ
ャフトと、その入力シャフトと出力シャフトの相対回転
量に応じて互いとの間隔が変化する受け部と当たり部と
を有する回転規制機構とを備え、その操作部材の回転操
作に応じて操舵用アクチュエータが制御される時、直進
操舵位置からの入力シャフトの回転角は出力シャフトの
回転角よりも大きくされ、両シャフトの相対回転量に応
じた受け部と当たり部との間隔変化を抑制する弾力を付
与する弾性部材が設けられ、その入力シャフトと出力シ
ャフトの相対回転量が予め定めた一定量以上である時、
その当たり部の受け部に対する相対変位を受け部により
規制することで、両シャフトの相対回転が阻止されるこ
とを特徴とする車両用操舵装置。 - 【請求項2】その入力シャフトと出力シャフトの相対回
転量が予め定めた一定量以上か否かの検知装置と、その
相対回転量が予め定めた一定量以上である時、その操舵
用アクチュエータへの電力供給を遮断する遮断回路とを
備え、その電力供給の遮断時に、その入力シャフトの回
転を前記弾性部材を介して出力シャフトに伝達すること
で舵角を変化させることが可能とされている請求項1に
記載の車両用操舵装置。 - 【請求項3】オーバーステア時に操舵方向を反転し、ア
ンダーステア時に操舵量が増大するように前記操舵用ア
クチュエータを制御可能な制御装置を備える請求項1ま
たは2に記載の車両用操舵装置。 - 【請求項4】その入力シャフトと出力シャフトとは互い
に同軸に配置され、その受け部として、シャフト周方向
において並列する第1受け部と第2受け部とが入力シャ
フト側に設けられ、その当たり部として、シャフト周方
向において並列する第1当たり部と第2当たり部とが出
力シャフト側に設けられ、その第1受け部と第1当たり
部とは、操作部材の回転操作に応じて操舵用アクチュエ
ータが制御される状態では、右操舵時に拡大すると共に
左操舵時に縮小するシャフト周方向の間隔をおいて対向
するように相対配置され、その第2受け部と第2当たり
部とは、操作部材の回転操作に応じて操舵用アクチュエ
ータが制御される状態では、右操舵時に縮小すると共に
左操舵時に拡大するシャフト周方向の間隔をおいて対向
するように相対配置され、その第1受け部と第1当たり
部との間と、その第2受け部と第2当たり部との間に、
前記弾性部材が配置される請求項1〜3の中の何れかに
記載の車両用操舵装置。 - 【請求項5】その入力シャフトと出力シャフトとは互い
に同軸に配置され、前記回転規制機構は、その入力シャ
フトにシャフト軸心をネジ軸心としてねじ合わされる連
動部材を有し、その出力シャフトは、その連動部材に同
行回転可能かつシャフト軸方向に相対移動可能に連結さ
れ、その当たり部として、シャフト軸方向において並列
する第1当たり部と第2当たり部とが、その連動部材に
対してシャフト軸方向に相対移動可能に設けられ、その
受け部として、シャフト軸方向において並列する第1受
け部と第2受け部とが車体側部材に設けられ、両受け部
の間に両当たり部が配置され、その第1当たり部と第2
当たり部との間に前記弾性部材が配置され、その第1当
たり部は、車体側部材に対するシャフト軸方向一方への
移動が阻止され、シャフト軸方向他方への移動は弾性部
材の弾力により抑制され、その第2当たり部は、車体側
部材に対するシャフト軸方向他方への移動が阻止され、
シャフト軸方向一方への移動は弾性部材の弾力により抑
制され、その操作部材の回転操作に応じて操舵用アクチ
ュエータが制御される状態では、その第1当たり部は左
操舵時に連動部材とシャフト軸方向に同行移動可能とさ
れると共に右操舵時に連動部材に対してシャフト軸方向
に相対移動可能とされ、その第2当たり部は左操舵時に
連動部材に対してシャフト軸方向に相対移動可能とされ
ると共に右操舵時に連動部材とシャフト軸方向に同行移
動可能とされ、その第1受け部と第1当たり部とは、左
操舵時に拡大すると共に右操舵時に変化しないシャフト
軸方向の間隔をおいて相対配置され、その第2受け部と
第2当たり部とは、右操舵時に拡大すると共に左操舵時
に変化しないシャフト軸方向の間隔をおいて相対配置さ
れる請求項1〜3の中の何れかに記載の車両用操舵装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000191667A JP2002002511A (ja) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | 車両用操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000191667A JP2002002511A (ja) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | 車両用操舵装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002002511A true JP2002002511A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18690932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000191667A Pending JP2002002511A (ja) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | 車両用操舵装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002002511A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010070083A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Nippon Yusoki Co Ltd | パワーステアリング装置 |
CN103112488A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-05-22 | 浙江诺力机械股份有限公司 | 一种工业车辆用差动式助力转向手柄装置 |
JPWO2013114429A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2015-05-11 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の操舵制御装置 |
KR102111294B1 (ko) * | 2019-05-15 | 2020-05-15 | 주식회사 만도 | 스티어 바이 와이어식 조향장치 |
KR102295603B1 (ko) * | 2020-06-24 | 2021-08-31 | 강기수 | 협소 공간 이동용 가변저항 방식 소형 전기운반차의 조향핸들 조정감도 조절구조 |
-
2000
- 2000-06-26 JP JP2000191667A patent/JP2002002511A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010070083A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Nippon Yusoki Co Ltd | パワーステアリング装置 |
JP4671245B2 (ja) * | 2008-09-19 | 2011-04-13 | 日本輸送機株式会社 | パワーステアリング装置 |
JPWO2013114429A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2015-05-11 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の操舵制御装置 |
CN103112488A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-05-22 | 浙江诺力机械股份有限公司 | 一种工业车辆用差动式助力转向手柄装置 |
KR102111294B1 (ko) * | 2019-05-15 | 2020-05-15 | 주식회사 만도 | 스티어 바이 와이어식 조향장치 |
KR102295603B1 (ko) * | 2020-06-24 | 2021-08-31 | 강기수 | 협소 공간 이동용 가변저항 방식 소형 전기운반차의 조향핸들 조정감도 조절구조 |
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