JP4788859B2

JP4788859B2 - 車両の操舵装置

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Publication number: JP4788859B2
Application number: JP2001283475A
Authority: JP
Inventors: 良平葉山; 史郎中野; 勝利西崎; 友保嘉田; 雅也瀬川
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2021-09-18
Also published as: JP2003089359A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を車両の走行状態を表す変量に応じて変更可能な車両の操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動アクチュエータの動きを車輪に舵角が変化するように伝達する際に、その電動アクチュエータを車両の走行状態を表す変量に応じて制御することで、その変量に応じて操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を変化させる車両の操舵装置が提案されている。そのような操舵装置として、操作部材を車輪に機械的に連結するものと連結しないものとがある。操作部材を車輪に機械的に連結する場合、ステアリングホイールの操作に応じた入力シャフトの回転を出力シャフトに遊星ギヤ機構を介して伝達し、その伝達に際して遊星ギヤ機構を構成するリングギヤを駆動する電動アクチュエータを車速に応じて制御することで、操作量と転舵量との比を変更している。また、操作部材を車輪に機械的に連結しない場合、ステアリングホイールを模した操作部材を車輪に機械的に連結することなく、電動アクチュエータの動きを、その動きに応じて舵角が変化するように車輪に伝達し、その伝達に際して電動アクチュエータを車速やヨーレート等に応じて制御することで操作量と転舵量との比を変更している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の操舵装置において電動アクチュエータを制御する時、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比が車両の走行状態を表す変量に応じた目標値になるまでは、電動アクチュエータへの通電が継続される。操作部材の操作量が実質的に変化していない定常操舵状態において、そのような操作量と転舵量との比の実際の値と目標値との偏差が、制御装置の設定や外乱により解消されるまでに長時間を要したり解消されない場合がある。そのような偏差が定常操舵状態において生じていると、通電されることで電動アクチュエータの発熱量が大きくなり、また、エネルギーが無駄に消費されることになる。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決することのできる車両の操舵装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電動アクチュエータの動きを車輪に舵角が変化するように伝達する際に、その電動アクチュエータを車両の走行状態を表す変量に応じて制御することで、その変量に応じて操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を変化させることができる車両の操舵装置において、設定時間以上に亘り定常操舵状態であるか否かを判断する手段と、設定時間以上に亘り定常操舵状態である時に前記電動アクチュエータへの通電を解除する手段とを備え、前記操作量の変化が設定時間以上に亘り設定値未満である時に設定時間以上に亘り定常操舵状態であると判断することを特徴とする。
本発明によれば、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比の実際の値と目標値との偏差が生じていても、設定時間以上に亘り定常操舵状態になれば、電動アクチュエータへの通電が解除されるので、電動アクチュエータの発熱量が大きくなることはなく、また、エネルギーが無駄に消費されることもない。また、ドライバーが遊びの範囲で操作部材を設定時間以上に亘り操作する時も定常操舵状態になるので、電動アクチュエータへの無駄な通電を解除できる。
【０００７】
前記電動アクチュエータの通電解除時に、車輪側から作用する力により電動アクチュエータが動くのを阻止するロック手段を備えるのが好ましい。
これにより、電動アクチュエータの通電解除時に、路面との間の摩擦により車輪が動いて舵角が変化するのを防止できる。
【０００８】
前記操作量の検出用センサと、前記転舵量の検出用センサと、前記走行状態を表す変量の検出用センサと、その検出された操作量および検出された走行状態を表す変量から求められる目標転舵量と、検出された転舵量との偏差を低減するように前記電動アクチュエータを閉ループ制御する制御装置とを備えるのが好ましい。
電動アクチュエータを閉ループ制御することで、操作量と転舵量との比を変化させるための制御を正確に行うことができる。
【０００９】
前記操作部材の操作に応じて回転する入力シャフトと、出力シャフトと、その入力シャフトの回転を出力シャフトに伝達する回転伝達機構と、その出力シャフトの回転を車輪に舵角が変化するように伝達するステアリングギヤとを備え、その回転伝達機構の構成要素を前記電動アクチュエータにより駆動することで、その電動アクチュエータの動きが車輪に舵角が変化するように伝達され、その制御装置により、前記操作量と、走行状態を表す変量と、前記転舵量の目標値との間の第１の関係が記憶され、その記憶した第１の関係と、操作量の検出値と、走行状態を表す変量の検出値とに基づき、その転舵量の目標値が演算され、その転舵量の目標値と検出値との偏差と、電動アクチュエータの目標制御量との間の第２の関係が記憶され、その記憶された第２の関係と、その演算した転舵量の目標値と、転舵量の検出値とに基づき、その電動アクチュエータの目標制御量が演算されるのが好ましい。
これにより、操作部材と車輪とが機械的に連結された車両の操舵装置に本発明を適用できる。
その回転伝達機構は、サンギヤとリングギヤとに噛み合う遊星ギヤをキャリアにより保持する遊星ギヤ機構により構成され、そのサンギヤとリングギヤとキャリアの中の何れかである第１遊星ギヤ要素が前記入力シャフトに連結され、そのサンギヤとリングギヤとキャリアの中で入力シャフトに連結されていない何れかである第２遊星ギヤ要素が前記出力シャフトに連結され、そのサンギヤとリングギヤとキャリアの中で入出力シャフトに連結されていない第３遊星ギヤ要素が前記電動アクチュエータにより回転駆動されるのが好ましい。
【００１０】
前記操作部材を車輪に機械的に連結することなく、前記電動アクチュエータの動きを、その動きに応じて舵角が変化するように車輪に伝達する手段を備えるのが好ましい。
これにより、操作部材を車輪に機械的に連結することなく、電動アクチュエータの動きを、その動きに応じて舵角が変化するように車輪に伝達する車両の操舵装置に本発明を適用できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に示す第１実施形態の車両の操舵装置１は、ステアリングホイール（操作部材）Ｈに連結される入力シャフト２を備えている。その入力シャフト２はベアリング７、８を介してハウジング１０により支持されている。
【００１２】
その入力シャフト２のステアリングホイールＨの操作に応じた回転は、遊星ギヤ機構（回転伝達機構）３０を介して出力シャフト１１に伝達される。その出力シャフト１１は、入力シャフト２と同軸心に隙間を介して配置され、ベアリング１２、１３を介してハウジング１０により支持されている。その出力シャフト１１の回転はステアリングギヤ（不図示）により舵角が変化するように車輪（不図示）に伝達される。そのステアリングギヤ１０３は、例えばラックピニオン式ステアリングギヤやボールスクリュー式ステアリングギヤ等の公知のものを用いることができる。これにより、入力シャフト２の回転は遊星ギヤ機構３０を介して出力シャフト１１に伝達され、その出力シャフト１１の回転により舵角が変化する。
【００１３】
その遊星ギヤ機構３０は、サンギヤ３１とリングギヤ３２とに噛み合う遊星ギヤ３３をキャリア３４により保持する。そのサンギヤ３１は、入力シャフト２の端部に同行回転するように連結されている。そのキャリア３４は、出力シャフト１１に同行回転するように連結されている。そのリングギヤ３２は、入力シャフト２を囲むホルダー３６にボルト３６２を介して固定されている。そのホルダー３６は、入力シャフト２を囲むようにハウジング１０に固定された筒状部材３５によりベアリング９を介して支持されている。そのホルダー３６の外周にウォームホイール３７が同行回転するように嵌め合わされている。そのウォームホイール３７に噛み合うウォーム３８がハウジング１０により支持されている。そのウォーム３８はハウジング１０に取り付けられたモータ（電動アクチュエータ）３９により駆動される。これにより、その遊星ギヤ機構３０の構成要素であるリングギヤ３２がモータ３９により駆動され、そのモータ３９の動きが車輪に舵角が変化するように伝達される。
【００１４】
そのモータ３９として、例えば目標駆動電流に応じてパルス幅変調駆動されるブラシ付き直流モータが用いられる。そのモータ３９の動きを車輪に舵角が変化するように伝達する際に、そのモータ３９を車両の走行状態を表す変量に応じて閉ループ制御することで、その変量に応じて入力シャフト２から出力シャフト１１への回転伝達比、すなわちステアリングホイールＨの操作量と車輪の転舵量との比を変化させることができる。本実施形態では、その走行状態を表す変量は車速とされている。例えば、車速零の据え切り状態では入力シャフト２の回転角速度とリングギヤ３２の回転角速度とが等しくなるようにモータ３９を制御することで、入力シャフト２から出力シャフト１１への回転伝達比を１とする。また、高速になる程にリングギヤ３２の回転角速度を低下させ、遊星ギヤ機構３０を減速ギヤ機構として機能させることで、車両の低速での旋回性と高速での走行安定性とを向上できる。
【００１５】
図２に示すように、そのモータ３９は車両に搭載される制御装置４０に接続され、その制御装置４０に走行状態を表す変量の検出用センサとして車速センサ４１が接続されている。また、その制御装置４０に、ステアリングホイールＨの操作量の検出用センサとして入力シャフト２の回転角を検出する舵角センサ４２と、車輪の転舵量の検出用センサとして出力シャフト１１の回転角を検出する回転角センサ４３とが接続されている。検出された入力シャフト２の回転角に対応する操作量および検出された車速に対応する走行状態を表す変量から求められる目標転舵量と、検出された出力シャフト１１の回転角に対応する転舵量との偏差を低減するように、制御装置４０はモータ３９を閉ループ制御する。
【００１６】
図３は、操舵装置１における制御系の制御ブロック線図を示す。図３において、ＴｉはステアリングホイールＨの操舵トルク、Ｖは車速のセンサ４１による検出値、θｉは入力シャフト２の回転角の舵角センサ４２による検出値、θｏは出力シャフト１１の回転角の回転角センサ４３による検出値、θｏ^* は出力シャフト１１の目標回転角、ｉ^* はモータ３９の目標制御量である目標駆動電流、Ｃ１は入力シャフト２の回転角θｉに対する出力シャフトの目標回転角θｏ^* の調節部、Ｃ２は出力シャフト１１の目標回転角θｏ^* と回転角θｏとの偏差（θｏ^* −θｏ）に対するモータ３９の目標駆動電流ｉ^* の調節部である。
【００１７】
その制御装置４０は、舵角センサ４２により検出した入力シャフト２の回転角θｉに対する出力シャフト１１の目標回転角θｏ^* を、予め定められて記憶された関係に基づき演算する。本実施形態では、その入力シャフト２の回転角θｉに対する出力シャフトの目標回転角θｏ^* の調節部Ｃ１は比例制御要素とされ、出力シャフト１１の目標回転角はθｏ^* ＝Ｋ（Ｖ）・θｉにより求められる。ここでＫ（Ｖ）は比例ゲインであり、車速Ｖの関数とされている。この入力シャフト２の回転角θｉと車速Ｖと出力シャフト１１の目標回転角θｏ^* との間の関係、すなわちステアリングホイールＨの操作量と走行状態を表す変量と車輪の転舵量の目標値との間の関係、を表す比例ゲインＫ（Ｖ）が制御装置４０に記憶される。例えば図４に示すように、その比例ゲインＫ（Ｖ）は車速Ｖが増大する程に減少するものとされ、この関係が制御装置４０に記憶される。制御装置４０は、その記憶した比例ゲインＫ（Ｖ）と、入力シャフト２の検出回転角θｉすなわち操作量の検出値と、検出車速Ｖすなわち走行状態を表す変量の検出値とに基づき出力シャフト１１の目標回転角θｏ^* すなわち転舵量の目標値を演算する。
【００１８】
その制御装置４０は、出力シャフト１１の目標回転角θｏ^* と検出回転角θｏとの偏差（θｏ^* −θｏ）と、モータ３９の目標制御量に対応する目標駆動電流ｉ^* との間の関係、すなわち転舵量の目標値と検出値との偏差と、モータ３９の目標制御量との間の関係を記憶する。本実施形態では、その偏差（θｏ^* −θｏ）に対する目標駆動電流ｉ^* の調節部Ｃ２は比例積分（ＰＩ）制御要素とされ、目標駆動電流ｉ^* はｉ^* ＝Ｇ・（θｏ^* −θｏ）により求められる。ここでＧは伝達関数であり、例えばＫｇをゲイン、Ｔを時定数として、その伝達関数ＧはＰＩ制御がなされるようにＧ＝Ｋｇ・〔１＋１／（Ｔ・ｓ）〕とされ、そのゲインＫｇと時定数Ｔは最適な制御を行えるように設定される。その伝達関数Ｇが制御装置４０に記憶される。
【００１９】
制御装置４０は、その記憶した伝達関数Ｇと、演算した出力シャフト１１の目標回転角θｏ^* すなわち転舵量の目標値と、検出回転角θｏすなわち転舵量の検出値とに基づき、モータ３９の目標駆動電流ｉ^* すなわち目標制御量を演算する。その演算された目標駆動電流ｉ^* が印加されることでモータ３９は駆動される。
【００２０】
その制御装置４０は、設定時間以上に亘り定常操舵状態であるか否かを判断し、設定時間以上に亘り定常操舵状態である時はモータ３９への通電を解除する。本実施形態では、入力シャフト２の検出回転角θｉの変化が、設定時間以上に亘り設定値未満である時に、設定時間以上に亘り定常操舵状態であると判断する。その操作量の変化の設定値はステアリングホイールＨの遊び量に対応するように定めることができ、例えば数度とされる。その設定時間は一定曲率で湾曲する道路を車両が通過するのに要する時間に対応するように定めることができ、例えば数秒とされる。その検出回転角θｉの変化が設定時間以上に亘り設定値未満か否かの判断のため、制御装置４０は時系列に検出する回転角θｉの変化速度ｄ（θｉ）／ｄｔを演算し、その変化速度ｄ（θｉ）／ｄｔの大きさが設定時間以上に亘り設定速度未満か否かを判断する。上記ウォームホイール３７とウォーム３８とにより構成されるギヤ機構は高い減速比を有することから、そのモータ３９の通電解除時に、車輪側から作用する力によりモータ３９が動くのを阻止するロック手段として機能する。
【００２１】
図５のフローチャートを参照して上記制御装置４０による制御手順を説明する。まず、各センサ４１、４２、４３の検出値を読み込む（ステップ１）。次に、検出車速Ｖに対応する比例ゲインＫ（Ｖ）を求める（ステップ２）。その求めた比例ゲインＫ（Ｖ）と入力シャフト２の検出回転角θｉとから出力シャフト１１の目標回転角θｏ^* を演算する（ステップ３）。その目標回転角θｏ^* と出力シャフト１１の検出回転角θｉとの偏差（θｏ^* −θｏ）と、伝達関数Ｇとから目標駆動電流ｉ^* を演算する（ステップ４）。その目標駆動電流ｉ^* に基づきモータ３９を駆動する（ステップ５）。次に、入力シャフト２の検出回転角θｉの変化速度ｄ（θｉ）／ｄｔの大きさが設定値α未満であるか否かを判断する（ステップ６）。ステップ６において検出回転角θｉの変化速度ｄ（θｉ）／ｄｔの大きさが設定値α未満であれば時間の積算を行い（ステップ７）、積算時間ｔが設定時間ｔａ以上か否かを判断する（ステップ８）。ステップ８において積算時間ｔが設定時間ｔａ以上であればモータ３９への通電を解除し（ステップ９）、制御を終了するか否かを、例えば車両のイグニッションスイッチがオンか否かにより判断し（ステップ１０）、制御を終了しない場合はステップ１に戻る。ステップ８において積算時間ｔが設定時間ｔａ以上でなければモータ３９への通電を解除することなくステップ１０に行き、制御を終了するか否かを判断する。ステップ６において検出回転角θｉの変化速度ｄ（θｉ）／ｄｔの大きさが設定値α以上であれば積算時間ｔを零とし（ステップ１１）、次いでステップ１０へ行き、制御を終了するか否かを判断する。
【００２２】
上記第１実施形態によれば、ステアリングホイールＨと車輪とが機械的に連結された車両において、ステアリングホイールＨの操作量と車輪の転舵量との比の実際の値と目標値との偏差が生じていても、設定時間ｔａ以上に亘り定常操舵状態になればモータ３９への通電が解除されるので、モータ３９の発熱量が大きくなることはなく、また、エネルギーが無駄に消費されることもない。さらに、ドライバーがステアリングホイールＨを設定時間ｔａ以上に亘り実質的に操作していなければ定常操舵状態になるので、遊びの範囲でステアリングホイールＨを操作してもモータ３９への通電を解除できる。また、モータ３９の通電解除時に、車輪側から作用する力によりモータ３９が動くのをウォームホイール３７とウォーム３８とがロック手段として作動することにより阻止するので、路面との間の摩擦により車輪が動いて舵角が変化するのを防止できる。
【００２３】
図６は、本発明の第２実施形態に係る所謂ステアバイワイヤシステムを採用した車両の操舵装置を示す。その車両の操舵装置は、ステアリングホイールを模した操作部材１０１と、その操作部材１０１の回転操作により駆動される操舵用アクチュエータ（電動アクチュエータ）１０２と、その操舵用アクチュエータ１０２の動きを、その操作部材１０１を車輪１０４に機械的に連結することなく、その動きに応じて舵角が変化するように操舵用前方左右車輪１０４に伝達するステアリングギヤ１０３とを備える。その操舵用アクチュエータ１０２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１０３は、その操舵用アクチュエータ１０２の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド１０７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１０７の動きがタイロッド１０８とナックルアーム１０９を介して車輪１０４に伝達され、その車輪１０４のトー角が変化する。そのステアリングギヤ１０３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１０２の動きを舵角が変化するように車輪１０４に伝達できれば構成は限定されない。なお、操舵用アクチュエータ１０２が駆動されていない状態では、車輪１０４がセルフアライニングトルクにより直進操舵位置に復帰できるようにホイールアラインメントが設定されている。その操作部材１０１は、車体側により回転可能に支持される回転シャフト１１０に連結されている。その操作部材１０１を直進操舵位置に復帰させる方向の弾力を付与する弾性部材１３０が設けられている。
【００２４】
操作量の検出用センサとして回転シャフト１１０の回転角を検出する角度センサ１１１と、転舵量の検出用センサとして舵角を検出する舵角センサ１１３と、走行状態を表す変量の検出用センサとして車速を検出する速度センサ１１４および車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ１１６が設けられている。その角度センサ１１１、舵角センサ１１３、速度センサ１１４、ヨーレートセンサ１１６は、コンピュータにより構成される制御装置１２０に接続される。
【００２５】
その制御装置１２０は、操舵用アクチュエータ１０２の動きを車輪１０４に舵角が変化するように伝達する際に、その操舵用アクチュエータ１０２を車速とヨーレートに応じて駆動回路１２２を介して閉ループ制御することで、その車速とヨーレートに応じて操作部材１０１の操作量と車輪１０４の転舵量との比を変化させる。
【００２６】
図７は、第２実施形態の制御装置１２０の制御系の構成を示すブロック線図を示す。ここで、γは車両１００のヨーレートの検出値、γ^* はヨーレートの目標値、Ｖは車速の検出値、δｈは操作部材１０１の回転角の検出値、δは舵角の検出値、δ^* は目標舵角、ｉ^* は操舵用アクチュエータ１０２の駆動電流の目標値、Ｇ１はδｈに対するγ^* の調節部の伝達関数、Ｇ２はγ^* とγとの偏差に対するδ^* の調節部の伝達関数、Ｇ３はδ^* とδとの偏差に対するｉ^* の調節部の伝達関数である。その検出されたδｈ、Ｖ、γから求められるδ^* と、検出されたδとの偏差を低減するように操舵用アクチュエータ１０２を閉ループ制御する。すなわち、そのδｈに対するγ^* の調節部は例えば比例制御要素とされ、比例ゲインは車速Ｖに比例するものとされ、比例定数をＫとして以下の関係が制御装置１２０に記憶される。
γ^* ＝Ｇ１・δｈ＝Ｋ・Ｖ・δｈ
そのγ^* とγとの偏差に対するδ^* の調節部は例えばＰＩ制御要素とされ、Ｋａをゲイン、Ｔａを時定数として、以下の関係が制御装置１２０に記憶される。
δ^* ＝Ｇ２・（γ^* −γ）＝Ｋａ〔１＋１／（Ｔａ・ｓ）〕（γ^* −γ）
そのδ^* とδとの偏差に対するｉ^* の調節部は例えばＰＩ制御要素とされ、Ｋｂをゲイン、Ｔｂを時定数として、以下の関係が制御装置１２０に記憶される。
ｉ^* ＝Ｇ３・（δ^* −δ）＝Ｋｂ〔１＋１／（Ｔｂ・ｓ）〕（δ^* −δ）
その比例定数Ｋ、ゲインＫａ、Ｋｂ、時定数Ｔａ、Ｔｂは最適な制御を行えるように適宜調整される。
【００２７】
図８のフローチャートを参照して上記第２実施形態の制御装置１２０による制御手順を説明する。まず、各センサによる検出値を読み込む（ステップ１０１）。次に、検出した回転角δｈと車速Ｖに対応する目標ヨーレートγ^* を記憶した関係から演算し（ステップ１０２）、その目標ヨーレートγ^* と検出したヨーレートγとの偏差に対応する目標舵角δ^* を記憶した関係から演算し（ステップ１０３）、その目標舵角δ^* と検出した舵角δとの偏差に対応する操舵用アクチュエータ１０２の目標駆動電流ｉ^* を記憶した関係から演算し（ステップ１０４）、その目標駆動電流ｉ^* に応じて操舵用アクチュエータ１０２を駆動する（ステップ１０５）。次に、検出した回転角δｈの変化速度ｄ（δｈ）／ｄｔの大きさが設定値α未満であるか否かを判断する（ステップ１０６）。ステップ１０６において検出回転角δｈの変化速度ｄ（δｈ）／ｄｔの大きさが設定値α未満であれば時間の積算を行い（ステップ１０７）、積算時間ｔが設定時間ｔａ以上か否かを判断する（ステップ１０８）。ステップ１０８において積算時間ｔが設定時間ｔａ以上であれば操舵用アクチュエータ１０２への通電を解除し（ステップ１０９）、制御を終了するか否かを、例えば車両のイグニッションスイッチがオンか否かにより判断し（ステップ１１０）、終了しない場合はステップ１０１に戻る。ステップ１０８において積算時間ｔが設定時間ｔａ以上であれば操舵用アクチュエータ１０２への通電を解除することなく制御を終了するか否かを判断する。ステップ１０６において検出回転角δｈの変化速度ｄ（δｈ）／ｄｔの大きさが設定値α以上であれば、積算時間ｔを零とし（ステップ１１１）、制御を終了するか否かを判断する。なお、本第２実施形態においても、操舵用アクチュエータ１０２が通電解除時に車輪１０４側から作用する力により動くのを阻止するロック手段を設けてもよく、そのロック手段として、例えば操舵用アクチュエータ１０２の回転の制動力を通電解除により作用させる電磁ブレーキを用いる。
【００２８】
上記第２実施形態によれば、操作部材１０１と車輪１０４とが機械的に連結されていない車両において、操作部材１０１の操作量と車輪１０４の転舵量との比の実際の値δｈ／δと目標値δｈ／δ^* との偏差が生じていても、設定時間ｔａ以上に亘り定常操舵状態になれば操舵用アクチュエータ１０２への通電が解除されるので、操舵用アクチュエータ１０２の発熱量が大きくなることはなく、また、エネルギーが無駄に消費されることもない。さらに、ドライバーが操作部材１０１を設定時間ｔａ以上に亘り実質的に操作していなければ定常操舵状態になるので、遊びの範囲で操作部材１０１を操作しても操舵用アクチュエータ１０２への通電を解除できる。また、操舵用アクチュエータ１０２の通電解除時に、車輪１０４側から作用する力により操舵用アクチュエータ１０２が動くのを阻止することで、路面との間の摩擦により車輪１０４が動いて舵角が変化するのを防止できる。
【００２９】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、第１実施形態において車両の走行状態を表す変量としてステアリングホイールＨの操作量を用い、モータ３９を車速に代えて、あるいは車速と共に、舵角センサ４２により検出されるステアリングホイールＨの操作量に応じて制御するようにしてもよい。その操作量が大きい場合は小さい場合よりも入力シャフト２から出力シャフト１１への回転伝達比を大きくすることで車両の旋回性を向上できる。そのモータ３９が通電解除時に車輪側から作用する力により動くのを阻止するロック手段として、モータ３９の回転の制動力を通電解除により作用させる電磁ブレーキを設けてもよいし、そのモータ３９とウォーム３８との間にモータ３９からウォーム３８への回転伝達は許容するがウォーム３８からモータ３９への回転伝達を阻止するクラッチ装置を介在させてもよく、そのクラッチ装置として例えば例えば特開２００１‐１４０８７１号公報に開示されたものを用いることができる。また、そのようなクラッチ装置を第２実施形態の操舵用アクチュエータ１０２の回転の伝達経路に設けても良い。また、第１実施形態における入力シャフト２に遊星ギヤ機構３０のリングギヤ３２あるいはキャリア３４を連結し、出力シャフト１１に連結される遊星ギヤ機構３０の構成要素を入力シャフト２に連結されていないサンギヤ３１あるいはリングギヤ３２とし、モータ３９により駆動される遊星ギヤ機構３０の構成要素を入出力シャフト２、１１に連結されていないサンギヤ３１あるいはキャリア３４としてもよい。すなわち、サンギヤ３１、リングギヤ３２、キャリア３４の各遊星ギヤ要素の中の何れかを入力シャフト２に連結し、各遊星ギヤ要素の中で入力シャフト２に連結されていない何れかを出力シャフト１１に連結し、各遊星ギヤ要素の中で入出力シャフトに連結されていないものをモータ３９により回転駆動してもよい。さらに、遊星ギヤ機構３０以外の回転伝達機構、例えば遊星コーン式回転伝達機構を用いてもよい。各実施形態において電動アクチュエータを車両１００の走行状態を表す変量に応じて制御する際に、その変量に応じて操作部材の操作量と車輪１０４の転舵量との比を変化させることができるならば、制御系の構成は特に限定されない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を変更するための電動アクチュエータへの通電が必要以上に継続されるのを防止することで、その電動アクチュエータの発熱やエネルギーの無駄な消費を防止できる車両の操舵装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の操舵装置の縦断面図
【図２】本発明の第１実施形態の操舵装置の制御構成の説明図
【図３】本発明の第１実施形態の操舵装置における制御系のブロック線図
【図４】本発明の第１実施形態の操舵装置の制御系における比例ゲインＫ（Ｖ）と車速Ｖとの関係一例を示す図
【図５】本発明の第１実施形態の操舵装置における制御手順を示すフローチャート
【図６】本発明の第２実施形態の操舵装置の構成説明図
【図７】本発明の第２実施形態の操舵装置における制御系のブロック線図
【図８】本発明の第２実施形態の操舵装置における制御手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１操舵装置
２入力シャフト
１１出力シャフト
３０遊星ギヤ機構（回転伝達機構）
３７ウォームホイール
３８ウォーム
３９モータ
４０制御装置
４１車速センサ
４２舵角センサ
４３回転角センサ
１００車両
１０１操作部材
１０２操舵用アクチュエータ
１０３ステアリングギヤ
１０４車輪
１１１角度センサ
１１３舵角センサ
１１４速度センサ
１１６ヨーレートセンサ
１２０制御装置
Ｈステアリングホイール（操作部材）

Claims

電動アクチュエータの動きを車輪に舵角が変化するように伝達する際に、その電動アクチュエータを車両の走行状態を表す変量に応じて制御することで、その変量に応じて操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を変化させることができる車両の操舵装置において、
設定時間以上に亘り定常操舵状態であるか否かを判断する手段と、
設定時間以上に亘り定常操舵状態である時に前記電動アクチュエータへの通電を解除する手段とを備え、
前記操作量の変化が設定時間以上に亘り設定値未満である時に設定時間以上に亘り定常操舵状態であると判断することを特徴とする車両の操舵装置。
前記電動アクチュエータの通電解除時に、車輪側から作用する力により電動アクチュエータが動くのを阻止するロック手段を備える請求項１に記載の車両の操舵装置。
前記操作量の検出用センサと、
前記転舵量の検出用センサと、
前記走行状態を表す変量の検出用センサと、
その検出された操作量および検出された走行状態を表す変量から求められる目標転舵量と、検出された転舵量との偏差を低減するように前記電動アクチュエータを閉ループ制御する制御装置とを備える請求項１または２に記載の車両の操舵装置。
前記操作部材の操作に応じて回転する入力シャフトと、
出力シャフトと、
その入力シャフトの回転を出力シャフトに伝達する回転伝達機構と、
その出力シャフトの回転を車輪に舵角が変化するように伝達するステアリングギヤとを備え、
その回転伝達機構の構成要素を前記電動アクチュエータにより駆動することで、その電動アクチュエータの動きが車輪に舵角が変化するように伝達され、
その制御装置により、前記操作量と、走行状態を表す変量と、前記転舵量の目標値との間の第１の関係が記憶され、その記憶した第１の関係と、操作量の検出値と、走行状態を表す変量の検出値とに基づき、その転舵量の目標値が演算され、その転舵量の目標値と検出値との偏差と、電動アクチュエータの目標制御量との間の第２の関係が記憶され、その記憶された第２の関係と、その演算した転舵量の目標値と、転舵量の検出値とに基づき、その電動アクチュエータの目標制御量が演算される請求項３に記載の車両の操舵装置。
前記操作部材を車輪に機械的に連結することなく、前記電動アクチュエータの動きを、その動きに応じて舵角が変化するように車輪に伝達する手段を備える請求項１〜３の中の何れかに記載の車両の操舵装置。