JP5077785B2 - 操舵制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置全体を小型化可能な操舵制御装置を提供することにある。
本発明では、ウォームホイールおよびウォームがセルフロック可能に構成されているので、操舵部材の操舵角に対する操舵輪の舵角を固定するためのロック機構をディファレンシャルギアおよびウォームギアからなるギア機構と別途に設ける必要がない。したがって、装置全体を小型化することができる。
そこで、請求項1に記載の発明では、セルフロック失陥判断手段は、ウォームギアにおいて、セルフロック不能となるセルフロック失陥が生じているか否かを判断する。また、空転抑制手段は、セルフロック失陥判断手段によりウォームギアにおけるセルフロック失陥が生じていると判断された場合、操舵部材の空転を抑制する。これにより、セルフロック失陥時においても操舵部材の空転が抑制されるので、安全性が向上する。
請求項2に記載の発明では、モータの回転角を取得するモータ回転角取得手段をさらに備える。セルフロック失陥判断手段は、モータの通電がオフされている場合であって、モータ回転角取得手段により取得されたモータの回転角が0ではない場合、ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断する。
請求項3に記載の発明では、セルフロック失陥判断手段は、モータの回転角指令値が0である場合であって、モータの電圧指令値が0でない場合、ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断する。
請求項2〜6に記載の構成を採用することにより、ウォームギアのセルフロックが機能しているか否かを適切に判断することができる。
なお、請求項2、3、5、6に関し、該当する値が0か否かの判断は、ノイズ等の影響を考慮し、該当する値の絶対値が所定値以下である場合、0とみなしてもよい。また、請求項4に関し、設定回転角と出力軸の回転角とが一致するか否かの判断は、ノイズ等の影響を考慮し、例えば、設定回転角から出力軸の回転角を減算した値の絶対値が所定値以下である場合、設定回転角と出力軸の回転角とが一致するとみなしてもよい。
請求項7に記載の発明では、モータの巻線に通電される電流を切り替えるインバータ部をさらに備える。インバータ部は、高電位側に配置された高電位側スイッチング素子および低電位側に配置された低電位側スイッチング素子によりスイッチング素子対をなす複数のスイッチング素子を有する。空転抑制手段は、全ての高電位側スイッチング素子または全ての低電位側スイッチング素子を同時にオンする。全ての高電位側スイッチング素子または全ての低電位側スイッチング素子を同時にオンすると、モータおよびインバータ部に閉回路ができ回生ブレーキが発生する。この回生ブレーキにより操舵部材の空転が抑制されるので、安全性が向上する。
なお、ここでいう「車輪」とは、操舵部材により操舵される操舵輪に加え、操舵部材により操舵されない車輪を含んでもよい。また、一方の側の車輪にブレーキをかけることにより、左右の車輪速に差を生じさせてもよい。さらにまた、車輪がインホイールモータ等により駆動される場合、左右のモータの出力トルクを変更することにより、左右の車輪速に差を生じさせてもよい。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による操舵制御装置を図1〜図23に基づいて説明する。
まず、操舵システムの概略構成を図1に基づいて説明する。図1に示すように、操舵システム100は、操舵制御装置1、コラム軸2、ラックアンドピニオン機構6、操舵輪7、操舵部材としてのハンドル8等を備えている。本実施形態では、コラム軸2およびラックアンドピニオン機構6が「トルク伝達経路」を構成している。
円形歯車であるステアリングピニオン60は、コラム軸2のハンドル8と反対側の端部に設けられ、出力軸20およびシャフト24と共に正逆回転する。ステアリングラックバー61は、車両の左右方向に移動可能に設けられる。ステアリングラックバー61に設けられるラック歯がステアリングピニオン60と噛み合うことにより、ステアリングピニオン60の回転運動がステアリングラックバー61の車両左右方向の直線運動に変換される。すなわち、ラックアンドピニオン機構6は、コラム軸2の回転運動を直線運動に変換している。
本実施形態では、入力軸10と出力軸20との間に設けられるディファレンシャルギア31の作用により出力軸20は入力軸10の回転方向と反対方向に回転するので、ハンドル8が左方向に操舵されると、ユニバーサルジョイント9側から見てステアリングピニオン60が右回りに回転し、ステアリングラックバー61は右方向に移動し、車両が左方向へ進行するように操舵輪7の舵角が変更される。
また、ハンドル8が右方向に操舵されると、ユニバーサルジョイント9側から見てステアリングピニオン60が左回りに回転し、ステアリングラックバー61は左方向に移動し、車両が右方向へ進行するように操舵輪7の舵角が変更される。
操舵制御装置1は、ハウジング12、入力軸10、出力軸20、VGRS部3、EPS部5等を備える。
ハウジング12は、ハウジング本体121およびフレームエンド122と有する。ハウジング本体121とフレームエンド122とは、ねじ123により固定されている。ハウジング12には、歯車機構30等が収容されるとともに、入力軸10および出力軸20が挿通される。ハウジング本体121の反フレームエンド122側には、後述する入力ギア11を回転可能に支持する第1軸受部13が設けられる。また、フレームエンド122には、後述する第2出力軸22を回転可能に支持する第2軸受部14が設けられる。
出力軸20に操舵トルクが入力されていない場合、トーションバー70における捩れ変位が生じていない。このとき、磁気ヨーク72、73の爪の中心と多極磁石71のN極およびS極の境界線とが一致している。ここで、磁気ヨーク72、73の爪には、多極磁石71のN極およびS極から同数の磁力線が出入りするので、一方の磁気ヨーク72の内部の磁力線と、他方の磁気ヨーク73の内部の磁力線とが、それぞれ閉じた状態となる。したがって、集磁リング75、76の間に形成されるエアギャップに磁束が漏れることがなく、トルクセンサ94の検出する磁束密度は0となる。
歯車機構30は、ディファレンシャルギア31およびウォームギア32からなる。ディファレンシャルギア31は、入力ギア11、出力ギア23、およびピニオンギア41を有する。ウォームギア32は、ウォームホイール50、およびウォーム51を有する。
入力ギア11の径方向内側には、第1出力軸21の入力軸10側の端部が挿入される。入力ギア11と第1出力軸21との間には、ニードル軸受113が設けられる。これにより、第1出力軸21は、入力ギア11に回転可能に支持されている。また、第2出力軸22は、第2軸受部14に回転可能に支持されている。
ここで、入力ギア11、出力ギア23、およびピニオンギア41の関係性について述べておく。ピニオンギア41の歯数は偶数である。一方、入力ギア11および出力ギア23は、歯数が同一であって、その歯数は奇数である。これにより、入力ギア11とピニオンギア41との歯当たりの位置が回転に伴って入れ替わる。同様に、出力ギア23とピニオンギア41との歯当たりの位置が回転に伴って入れ替わる。したがって、特定の歯の摩耗が進行することがなく、偏摩耗によって耐久寿命を損なうことがない。なお、ピニオンギア41の歯数を奇数とし、入力ギア11および出力ギア23の歯数を同一の偶数としてもよい。
さらにまた、入力ギア11および出力ギア23が金属で形成される場合、ピニオンギア41は樹脂で形成される。入力ギア11および出力ギア23が樹脂で形成される場合、ピニオンギア41は金属で形成される。これにより、ギアの噛み合い時に発生する歯打ち音を低減する。
ここで、ウォームホイール50およびウォーム51を図4〜図7に基づいて説明する。図4は、ウォームホイール50およびウォームを図3のIV方向から見たときの図であり、図5は図4のV方向矢視図であり、図6は図4のVI方向矢視図であり、図7は図4のVII−VII線断面図である。
また、ウォームホイール50の歯筋は、ウォームホイール50の回転角P1に対してθ1傾斜して形成されている。この傾斜角が、「リード角」に対応する。本実施形態では、リード角θ1は、摩擦角よりも小さく設定されている。これにより、ウォーム51の回転によりウォームホイール50は回転するが、ウォームホイール50の回転によりウォーム51は回転せず、セルフロック可能に構成されている。なお、本実施形態では、ウォームホイール50とウォーム51とがセルフロックされているときの増速比は1である。
EPSウォームホイール80の径方向外側には、EPSウォーム81が噛み合っている。EPSウォーム81は、ハウジング12に設けられた第6軸受18および第7軸受19により回転可能に支持されている。なお、本実施形態では、EPSウォームホイール80の歯筋が回転軸と平行に形成されている。また、EPSウォームホイール80の歯底が円弧面ではなく、平面で形成されている。これにより、加工公差よりEPSウォームホイール80の設置位置が第2出力軸22の軸方向にずれたとしても、EPSウォームホイール80とEPSウォーム81との歯当たりの状態を、正回転時と逆回転時とで同様に保つことができる。
なお、本実施形態では、VGRS部3とEPS部5とが出力軸20を挟んで両側に設けられているので、VGRSモータ52およびEPSモータ82の駆動により生じるラジアル荷重が相殺され、出力軸20の傾きを抑制することができる。また、出力軸20の傾きが抑制されることにより、ウォームホイール50とウォーム51との噛み合い位置、および、EPSウォームホイール80とEPSウォーム81との噛み合い位置が確実に保持することができる。
MOS571〜574は、VGRS制御部56によりオン/オフが制御され、VGRSモータ52の巻線53に通電される電流を切り替える。これにより、VGRSモータ52の駆動が制御される。
VGRS制御部56におけるVGRSモータ52の駆動制御に係る通常制御処理のメインフローを図11に示す。
S110では、VGRSモータ回転角指令値演算処理を行う。
S120では、VGRSモータ回転角制御演算処理を行う。
S130では、VGRSモータPWM指令値演算処理を行う。
S140では、S130で算出されたPWM指令値に基づき、VGRSインバータ57を構成するスイッチング素子のオン/オフを切り替えることにより、VGRSモータ52の駆動を制御する。
S111では、車速センサ91により検出される車速センサ値を読み込み、車両の走行速度である車速を取得する。また、ハンドル角センサ92により検出されるハンドル角センサ値を読み込み、ハンドル角θhを取得する。なお本実施形態では、ハンドル8が右方向に操舵された場合のハンドル角θhを正とし、ハンドル8が左方向に操舵された場合のハンドル角θhを負とする。また、ディファレンシャルギア31の作用により、ハンドル8および入力軸10が右方向に回転するとき出力軸20は左方向に回転し、ハンドル8および入力軸10が左方向に回転するとき出力軸20は右方向に回転する。そこで、出力軸20の回転角であるピニオン角θpは、左方向への回転を正とし、右方向への回転を負とする。
なお、増速比zは、ハンドル角θhとピニオン角θpの比であり、本実施形態では、ハンドル角θhに増速比zを乗じることにより、出力軸20の設定回転角が算出される。また、増速比zが1であるとき、ハンドル角θhとピニオン角θpとが一致する。
θc=θh×(z−1)×i×0.5 …(1)
S121では、図12中のS113で算出されたVGRSモータ回転角指令値θcを取得する。また、VGRSモータ回転角センサ93により検出されるVGRSモータ回転角センサ値を読み込み、VGRSモータ回転角θmを取得する。
S122では、角度差分値θdを算出する。角度差分値θdは、以下の式(2)により算出される。
θd=θc−θm …(2)
S131では、図13中のS123で算出されたVGRSモータ電圧指令値Vvcを取得する。
S132では、VGRSモータPWM指令値Pvを算出する。バッテリ電圧をVbとすると、Pvは、以下の式(4)により算出される。
Pv=Vvc/Vb×100 …(4)
S500では、セルフロック失陥が生じているかを検出するセルフロック失陥検出処理行う。セルフロック失陥検出処理については図17〜図23に基づいて後述する。なお、セルフロック失陥が検出された場合、セルフロック失陥フラグがセットされる。
セルフロック失陥フラグがセットされていないと判断された場合(S600:NO)に移行するS800では、図11〜図14に示した通常制御処理を実行してVGRSモータ52の駆動を制御する。
セルフロック失陥検出処理(1)は、増速比が1のとき、セルフロックが正常であれば、VGRSモータ52の電圧指令値が0となり、VGRSモータ52の回転角が0となることを利用してセルフロック失陥を検出する。ここで、セルフロック失陥検出処理(1)を図17に基づいて説明する。
S513では、取得したVGRSモータ回転角θmが0でないか否かを判断する。VGRSモータ回転角が0であると判断された場合(S513:NO)、S516へ移行する。VGRSモータ回転角θmが0ではないと判断された場合(S513:YES)、S514へ移行する。
S515では、ウォームギア32においてセルフロック機能に異常が生じているので、セルフロック失陥フラグをオンにする。
なお、S514に係る処理を行わず、S513にて肯定判断された場合、S515へ移行するようにしてもよい。
セルフロック失陥検出処理(2)は、増速比が1のとき、セルフロックが正常であれば、VGRSモータ52の角度指令値θcが0となり、VGRSモータ52の電圧指令値Vvcが0となることを利用してセルフロック失陥を検出する。ここで、セルフロック失陥検出処理(2)を図18に基づいて説明する。
S524では、ウォームギア32においてセルフロック機能に異常が生じているので、セルフロック失陥フラグをオンにする。
なお、S523に係る処理を行わず、S522にて肯定判断された場合、S524へ移行するようにしてもよい。
セルフロック失陥検出処理(3)は、セルフロックが正常であれば、ハンドル角θhに増速比zを乗じた値である設定回転角と、ピニオン角θpとが一致することを利用してセルフロック失陥を検出する。ここで、セルフロック失陥検出処理(3)を図19に基づいて説明する。
S532では、取得されたハンドル角θhに増速比zを乗じ、設定回転角を算出する。そして、算出された設定回転角からピニオン角θpを減じた値が0でないか否かを判断する。設定回転角からピニオン角θpを減じた値が0であると判断された場合(S532:NO)、すなわち設定回転角とピニオン角θpとが一致する場合、S535へ移行する。設定回転角からピニオン角θpを減じた値が0でないと判断された場合(S532:YES)、すなわち設定回転角とピニオン角θpとが一致しない場合、S533へ移行する
S534では、ウォームギア32においてセルフロック機能に異常が生じているので、セルフロック失陥フラグをオンにする。
なお、S533に係る処理を行わず、S532にて肯定判断された場合、S534へ移行するようにしてもよい。
ウォームギア32のセルフロックが正常であれば、ハンドル8を操舵したとき、出力軸20側へトルクが伝達され、トルクセンサ94により操舵トルクが検出される。一方、セルフロック失陥が生じ、ハンドル8が空転すると、出力軸20側へトルクが伝達されず、トルクセンサ94によりトルクが検出されない。そこでセルフロック失陥検出処理(4)では、これを利用してセルフロック失陥を検出する。ここで、セルフロック失陥検出処理(4)を図20に基づいて説明する。
S542では、トルクセンサ94により検出されるセンサ値を読み込み、ハンドル8の操舵により生じる操舵トルクを取得する。
S545では、ウォームギア32においてセルフロック機能に異常が生じているので、セルフロック失陥フラグをオンにする。
なお、S544に係る処理を行わず、S543にて肯定判断された場合、S545へ移行するようにしてもよい。
ウォームギア32のセルフロックが正常であれば、ハンドル8は空転しないので、車両が直進中である場合、ハンドル角θhは0となる。一方、セルフロック失陥が生じ、ハンドル8が空転すると、車両が直進中のときのハンドル角θhが0からずれる。そこでセルフロック失陥検出処理(5)では、これを利用してセルフロック失陥を検出する。ここで、セルフロック失陥検出処理(5)を図21に基づいて説明する。
S552では、ハンドル角センサ92により検出されるハンドル角センサ値を読み込み、ハンドル角θhを取得する。
S555では、ウォームギア32においてセルフロック機能に異常が生じているので、セルフロック失陥フラグをオンにする。
なお、S554に係る処理を行わず、S553にて肯定判断された場合、S555へ移行するようにしてもよい。
<空転抑制処理(1)>
空転抑制処理(1)を図22に基づいて説明する。
S711では、上MOS571、572を同時にオンにする。または、下MOS573、574を同時にオンにする。これにより、VGRSモータ25およびVGRSインバータ57にて閉回路が作られ、回生ブレーキが発生し、VGRSモータ52が電気的にロックされた状態となり、ハンドル8の空転が抑制される。そして、出力軸20側へ操舵トルクが伝達され、ハンドル8の操舵方向に車両を旋回可能である。
なお、本実施形態では、VGRSモータ52はブラシ付きモータであるため、VGRSインバータ57の上MOSおよび下MOSは2つずつであった。VGRSモータ52が多相(例えば3相)ブラシレスモータであって、VGRSインバータ57が多相インバータであっても、上MOSの全て、または、下MOSの全てをオンにすることにより閉回路が作られ、回生ブレーキが発生するので、同様にハンドル8の空転を抑制することができる。
空転抑制処理(2)を図23に基づいて説明する。
増速比が1であって、セルフロック機能が正常である場合、上述の通り、VGRSモータ回転角指令値θcが0となり、VGRSモータ電圧指令値Vvcも0となるので、VGRSモータ52への通電はオフされる。一方、セルフロック失陥が生じている場合、ウォームホイール50側からのトルクを受けると、VGRSモータ52が回転してしまう。
そこで本実施形態では、VGRS制御部56は、ウォームギア32においてセルフロック不能となるセルフロック失陥が生じているか否かを判断し(図16中のS600)、セルフロック失陥が生じていると判断された場合(S600:YES)、ハンドル8が空転しないように空転制御処理を行う(S700)。これにより、セルフロック失陥時においても、ハンドル8の空転が抑制されるので、ハンドル8の操舵方向に車両を旋回させることができ、安全性が向上する。
(1)VGRS制御部56は、VGRSモータ52への通電がオフされている場合(図17中のS511:YES)、VGRSモータ回転角θmを取得し(S512)、VGRSモータ回転角θmが0ではない場合(S513:YES)、セルフロック失陥フラグをセットする(S515)。
(2)VGRS制御部56は、VGRSモータ回転角指令値θcが0である場合であって(図18中のS521:YES)、VGRSモータ電圧指令値Vvcが0でない場合(S522:YES)、セルフロック失陥フラグをセットする(S524)。
(1)〜(5)の処理を実行することにより、ウォームギア32のセルフロックが機能しているか否かを適切に判断することができる。
(1)操舵制御装置1は、VGRSモータ52の巻線53に通電される電流を切り替えるVGRSインバータ57を備える。VGRSインバータ57は、高電位側に配置される上MOS571、572および低電位側に配置される下MOS573、574によりスイッチング素子対をなすMOS571〜574を有する。VGRS制御部56は、ウォームギア32においてセルフロック失陥が生じていると判断された場合、全ての上MOS571、572、または、全ての下MOS573、574を同時にオンする(図22中のS711)。全ての上MOS571、572、または、全ての下MOS573、574を同時にオンすると、VGRSモータ52およびVGRSインバータ57に閉回路ができ回生ブレーキが発生する。この回生ブレーキによりハンドル8の空転が抑制されるので、ハンドル8の操舵方向に車両を旋回させることができ、安全性が向上する。
本発明の第2実施形態による操舵制御装置を図24および図25に基づいて説明する。本実施形態の操舵制御装置は、VGRS制御部56の構成および空転抑制処理以外は第1実施形態と同様であるため、VGRS制御部56の構成および空転抑制処理以外の説明は省略する。
図24に示すように、本実施形態のVGRS制御部56は、制動装置151を制御するブレーキECU150にブレーキ制御信号を送信可能に構成されている。
S731では、ハンドル角θhが略0か否かを判断する。ハンドル角θhが略0でないと判断された場合(S731:NO)、S733へ移行する。ハンドル角θhが略0であると判断された場合(S731:YES)、S732へ移行する。
S732では、右車輪ブレーキ加算油圧および左車輪ブレーキ加算油圧をともに0とする。
ハンドル角θhが負である場合(S733:NO)に移行するS735では、ハンドル角θhに基づいて左車輪ブレーキ加算油圧を算出する。左車輪ブレーキ加算油圧は、ハンドル角θhに係数K1を乗じることにより算出される。また、右ブレーキ加算油圧を0とする。
算出された右車輪ブレーキ油圧および左車輪ブレーキ油圧を示す指令信号は、ブレーキECU150へ送信される。
本実施形態では、制動装置151(ブレーキ)を制御することにより車両の旋回力が発生し、その結果として車両の旋回方向に合致するようにハンドル8が回転させられるトルクが発生する。このトルクと、サスペンションのキャスター角に起因して直進方向にハンドル8を戻そうとするトルク(セルフアライニングトルク)とが相殺するため、セルフロックが働かなくなる原因となるトルクが小さくなり、空転しにくくなる。
本発明の第3実施形態による操舵制御装置を図26および図27に基づいて説明する。本実施形態の操舵制御装置は、VGRS制御部56の構成および空転抑制処理以外は第1実施形態と同様であるため、VGRS制御部56の構成および空転抑制処理以外の説明は省略する。
図26に示すように、本実施形態のVGRS制御部56は、車輪毎に設けられるインホイールモータ161を制御するインホイールモータECU160に駆動制御信号を送信可能に構成されている。
S741では、ハンドル角θhが略0か否かを判断する。ハンドル角θhが略0でないと判断された場合(S741:NO)、S743へ移行する。ハンドル角θhが略0であると判断された場合(S741:YES)、S742へ移行する。
S742では、右車輪加算トルクおよび左車輪加算トルクをともに0とする。
ハンドル角θhが負である場合(S743:NO)に移行するS745では、ハンドル角θhに基づいて右車輪加算トルクを算出する。右車輪加算トルクは、ハンドル角θhに係数K2を乗じることにより算出される。また、左車輪加算トルクを0とする。
算出された右車輪トルクおよび左車輪トルクを示す指令信号は、インホイールモータECU160に送信される。
本実施形態では、インホイールモータ161により生じる駆動力を制御することにより車両の旋回力が発生し、その結果として車両の旋回方向に合致するようにハンドル8が回転させられるトルクが発生する。このトルクと、サスペンションのキャスター角に起因して直進方向にハンドル8を戻そうとするトルク(セルフアライニングトルク)とが相殺するため、セルフロックが働かなくなる原因となるトルクが小さくなり、空転しにくくなる。
上記実施形態では、VGRS部およびEPS部は、一体にモジュール化されてコラム軸に設けられていた。他の実施形態では、VGRS部とEPS部とは、一体にモジュール化されていなくてもよい。また、VGRS部をコラム軸に設け、EPS部をラック軸に設ける、といった具合に、別々の場所に設けてもよい。また、パワーステアリング部は、電動式に限らず、油圧式であってもよい。
上記実施形態では、VGRS部は、VGRSモータの回転角に基づいてVGRSモータ電圧指令値を算出して制御されていたが、VGRSモータの回転角に替えて、ピニオン角センサにより検出されるピニオン角に基づいて制御してもよい。
図28に示す操舵システム200のように、ラックアンドピニオン機構6は、左右の操舵輪7の回転中心を結ぶ直線Lよりも車両前方側に設けてもよい。図28に示す例において、左右の操舵輪7の回転中心を結ぶ直線Lとステアリングピニオン60との間の距離Aは、左右の操舵輪7の回転中心を結ぶ直線Lとステアリングラックバー61との距離Bよりも長くなっている。
また、ハンドル8が右方向に操舵されると、ユニバーサルジョイント9側から見てステアリングピニオン60が左回りに回転し、ステアリングラックバー61は右方向に移動し、車両が右方向に進行するように操舵輪7の舵角が変更される。
この例では、ウォームギア232のウォームホイール250とウォーム251とは、ウォームホイール250の回転軸P3に垂直な平面Q3と、ウォーム251の回転軸P4とのなす角がθ2となるように傾斜して配置される。この傾斜角θ2は、ウォーム251のリード角θ3と実質的に同一の角度である。このリード角θ3をセルフロック可能な角度に設定することにより、上記実施形態と同様の効果を奏する。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
2・・・コラム軸
3・・・操舵比可変部
5・・・電動パワーステアリング部
6・・・ラックアンドピニオン機構
7・・・操舵輪
8・・・ハンドル(操舵部材)
10・・・入力軸
11・・・入力ギア
20・・・出力軸
23・・・出力ギア
30・・・歯車機構
31・・・ディファレンシャルギア
32・・・ウォームギア
40・・・内側リング部材(支持部材)
41・・・ピニオンギア
42・・・外側リング部材(支持部材)
43・・・ピニオンギア軸部材(支持部材)
50・・・ウォームホイール
51・・・ウォーム
52・・・VGRSモータ(モータ)
55・・・VGRS ECU
56・・・VGRS制御部(操舵角取得手段、モータ駆動制御手段、セルフロック失陥判断手段、空転判断手段、モータ回転角取得手段、出力軸回転角取得手段、回転判断手段、操舵トルク取得手段、直進判断手段)
57・・・VGRSインバータ(インバータ部)
100・・・操舵システム
200・・・操舵システム
232・・・ウォームギア
250・・・ウォームホイール
251・・・ウォーム
571、572・・・上MOS(高電位側スイッチング素子)
573、574・・・下MOS(低電位側スイッチング素子)
Claims (9)
- 車両の乗員により操舵される操舵部材に連結可能な入力軸と、
前記入力軸と相対回転可能に設けられ、前記操舵部材に加えられた操舵力を操舵輪側へ伝達するトルク伝達経路をなす出力軸と、
前記入力軸と共に回転する入力ギア、前記出力軸と共に回転する出力ギア、および前記入力ギアと前記出力ギアとに噛み合うピニオンギアを有するディファレンシャルギアと、
前記ピニオンギアを回転可能に支持する支持部材と、
前記支持部材と共に回転するウォームホイール、および前記ウォームホイールに噛み合うウォームを有し、前記ウォームの回転により前記ウォームホイールは回転するが前記ウォームホイールの回転により前記ウォームは回転しないようにセルフロック可能なリード角が設定されるウォームギアと、
前記ウォームを回転駆動するモータと、
前記操舵部材の操舵角を取得する操舵角取得手段と、
前記操舵角取得手段により取得された前記操舵部材の前記操舵角に基づき、前記モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段と、
前記ウォームギアにおいて、セルフロック不能となるセルフロック失陥が生じているか否かを判断するセルフロック失陥判断手段と、
前記セルフロック失陥判断手段により前記ウォームギアにおけるセルフロック失陥が生じていると判断された場合、前記操舵部材の空転を抑制する空転抑制手段と、
を備えることを特徴とする操舵制御装置。 - 前記モータの回転角を取得するモータ回転角取得手段をさらに備え、
前記セルフロック失陥判断手段は、前記モータの通電がオフされている場合であって、前記モータの回転角が0でない場合、前記ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断することを特徴とする請求項1に記載の操舵制御装置。 - 前記セルフロック失陥判断手段は、前記モータの回転角指令値が0である場合であって、前記モータの電圧指令値が0でない場合、前記ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断することを特徴とする請求項1に記載の操舵制御装置。
- 前記出力軸の回転角を取得する出力軸回転角取得手段をさらに備え、
前記セルフロック失陥判断手段は、前記操舵部材の操舵角と前記出力軸の回転角との比である増速比および前記操舵角に基づいて算出される前記出力軸の回転角である設定回転角と、前記出力軸回転角取得手段により取得された前記出力軸の回転角と、が一致しない場合、前記ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断することを特徴とする請求項1に記載の操舵制御装置。 - 前記入力軸が回転中か否かを判断する回転判断手段と、
前記操舵部材の操舵により生じる操舵トルクを取得する操舵トルク取得手段と、
をさらに備え、
前記セルフロック失陥判断手段は、前記回転判断手段により前記入力軸が回転中であると判断された場合であって、前記操舵トルク取得手段により取得された前記操舵トルクが0である場合、前記ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断することを特徴とする請求項1に記載の操舵制御装置。 - 前記車両が直進中か否かを判断する直進判断手段をさらに備え、
前記セルフロック失陥判断手段は、前記直進判断手段により前記車両が直進中であると判断された場合であって、前記操舵角取得手段により取得される前記操舵角が0でない場合、前記ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断することを特徴とする請求項1に記載の操舵制御装置。 - 前記モータの巻線に通電される電流を切り替えるインバータ部であって、高電位側に配置された高電位側スイッチング素子および低電位側に配置された低電位側スイッチング素子によりスイッチング素子対をなす複数のスイッチング素子を有するインバータ部をさらに備え、
前記空転抑制手段は、全ての前記高電位側スイッチング素子または全ての前記低電位側スイッチング素子を同時にオンすることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の操舵制御装置。 - 前記空転抑制手段は、前記ウォームホイールの回転により前記ウォームに加わるトルクを相殺する相殺トルクが前記ウォームに加わるように前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の操舵制御装置。
- 前記空転抑制手段は、前記操舵角取得手段により取得された前記操舵角に基づき、前記車両の左側の車輪の回転速度と右側の車輪の回転速度とに差を生じさせることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の操舵制御装置。
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