JP5614579B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents
車両用操舵装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5614579B2 JP5614579B2 JP2010170955A JP2010170955A JP5614579B2 JP 5614579 B2 JP5614579 B2 JP 5614579B2 JP 2010170955 A JP2010170955 A JP 2010170955A JP 2010170955 A JP2010170955 A JP 2010170955A JP 5614579 B2 JP5614579 B2 JP 5614579B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transmission ratio
- motor
- ratio control
- control motor
- steering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
車両用操舵装置では、路面の摩擦係数が高いときには、伝達比制御モータがスムーズに回転し難く、この状態で伝達比制御モータの負荷が高いと、伝達比制御モータが焼損(モータ焼け)し易い。本発明によれば、真に伝達比制御モータを保護する必要のあるこのようなときに、制御部が保護モードを設定する。これにより、伝達比制御モータを適切に保護できる。一方、伝達比制御モータの負荷が低いか、路面の摩擦係数が低いときには、伝達比制御モータに無理な負荷がかからず、伝達比制御モータが焼損する事態にはならない。したがって、このとき、制御部は、モータ保護モードを設定しない。これにより、伝達比制御モータを保護する必要のあるときには伝達比制御モータを確実に保護でき、且つ伝達比制御モータを保護しなくてもよいときには、伝達比制御モータを用いた伝達比可変制御を確実に行うことができる。よって、伝達比制御モータの故障を抑制しつつ、伝達比可変制御が行われない状態をより少なくできる。これにより、伝達比制御モータを適切な条件下で保護できる。
この場合、車両の走行等に伴う摩擦係数の変化に応じて、摩擦係数をリアルタイムに判定できる。これにより、より適切な態様で、モータ保護モードを設定できる。
路面と転舵輪との間の摩擦係数が大きいほど、路面から転舵輪等を介して伝達比制御モータに伝わる路面抵抗が大きいので、伝達比制御モータは、スムーズに回転し難い。したがって、伝達比制御モータの負荷が同じ場合でも、路面の摩擦係数が大きいほど、伝達比制御モータにかかる負担は大きい。このため、上記摩擦係数が大きく、伝達比制御モータにかかる負担が大きいときほど、基準時間を短くして、早期に保護モードを設定できる。その結果、伝達比制御モータによる伝達比可変制御が規制された状態を最小限にしつつ、伝達比制御モータを適切に保護できる。
図1は本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置を備える車両の概略構成を示す模式図である。
図1を参照して、車両100は、例えば四輪乗用車である。車両100は、車両用操舵装置1を備えている。車両用操舵装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に連結しているステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3に自在継手4を介して連結された中間軸5と、中間軸5に自在継手6を介して連結されたピニオン軸7と、ピニオン軸7の端部近傍に設けられたピニオン7aに噛み合うラック8aを有し、自動車等の車両の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸8とを有している。ピニオン軸7およびラック軸8によりラックアンドピニオン機構からなる転舵機構9が構成されている。
操舵部材2が操作されてステアリングシャフト3が回転されると、この回転がピニオン7aおよびラック8aによって、ラック軸8の軸方向X1の直線運動に変換される。これにより、転舵輪11の転舵が達成される。
入力軸18は、操舵部材2に一体回転可能に連結される第1軸18aと、第1軸18aにトーションバー20を介して連結される第2軸18bとを含む。トーションバー20を介した第1軸18aと第2軸18bの相対回転量は小さく、実質的に第1軸18aと第2軸18bとは一体回転していると考えることができる。
車両用操舵装置1は、伝達比制御モータ14の回転をロックすることで伝達比を機械的に固定可能なロック機構25を備えている。
トルクセンサ30は、トーションバー20に隣接して配置されており、トーションバー20のねじれに伴う第1軸18aと第2軸18bとの相対回転量を検出することで、操舵部材2に負荷される操舵トルクを検出する。
第2レゾルバ32は、反力補償モータ15の後述するロータ15aの回転位置を検出するレゾルバであり、反力補償モータ15に隣接して配置されている。反力補償モータ15は、第2レゾルバ32の検出値を用いるフィードバック制御により駆動制御される。反力補償モータ15は、伝達比可変機構13の動作による操舵部材2の操舵反力(操舵反力の変化)を補償するためのモータである。
モータ電流センサ35は、伝達比制御モータ14に流れる電流としてのモータ電流Aを検出する電流検出部として設けられている。
また、走行状態センサ36は、転舵輪11と路面200との間の摩擦係数を推定するのに必要な情報を得るためにも設けられている。この走行状態センサ36として、転舵輪11を含む複数の車輪の回転速度を個別に検出する車速センサや、路面200に対する上記車輪のスリップ率を検出するセンサや、路面200を撮影するカメラを例示することができる。なお、走行状態センサ36は、転舵輪11と路面200との間の摩擦係数の推定(検出)に用いる情報を得るためのものであれば、上記例示の構成に限定されない。
操舵制御部38および操舵補助制御部39は、それぞれ電子制御ユニット(ECU:Electronic ControlUnit)により構成され、例えば車載ネットワーク40を介して互いに信号伝達可能に接続されている。
操舵制御部38は、ドライバ41を介して伝達比制御モータ14に接続されており、ドライバ42を介して反力補償モータ15に接続されている。また、操舵制御部38は、ロック機構25に接続されている。
反力制御部47は、操舵部材2に負荷される反力を制御するべく、反力補償モータ15の駆動を制御するようになっている。
ロック制御部48は、ロック機構25の駆動を制御するようになっている。
モータ負荷判定部50は、モータ電流センサ35で検出されたモータ電流A1の値を用いて、伝達比制御モータ14の負荷を判定するようになっている。
主モードは、車両用操舵装置1が通常の状態、すなわち、モータ保護モードおよびフェールモードの何れも設定されていないときにないときに設定される。
主モードであって、車両100が比較的低速で走行しているとき、操舵制御部38は、伝達比制御モータ14の駆動を制御することで、伝達比を1より大きくする制御を行う。これにより、操舵部材2の回転操作量(入力軸18の操舵角θ1)が少なくても、転舵輪11の角度(出力軸19の転舵角θ2)を大きくできる。その結果、車両100を駐車場に入れるとき等に、運転者が操舵部材2を回す量を少なくできる。また、主モードであって、車両100が比較的高速で走行しているとき、操舵制御部38は、伝達比制御モータ14の駆動を制御することで、伝達比θ2/θ1を1以下にする制御を行う。これにより、操舵部材2の回転操作量(操舵角θ1)が大きくても、転舵輪11の角度(転舵角θ2)を小さくできる。その結果、車両100が高速道路を車線変更するとき等に、滑らかな操舵感を得ることができる。
フェールモードは、伝達比制御モータ14等が故障したときに設定されるようになっている。例えば、伝達比制御モータ14を駆動する信号が操舵制御部38から伝達比制御モータ14へ出力されたにも拘わらず、伝達比制御モータ14が回転せず、第1レゾルバ31の出力信号が一定時間以上変化しない場合に、伝達比制御モータ14が故障したと判定され、フェールモードが設定される。フェールモードのとき、操舵制御部38は、伝達比制御モータ14の電流をゼロにし、且つロック機構25を動作させて伝達比θ2/θ1を機械的に固定する。
操舵補助制御部39は、ドライバ43を介して操舵補助モータ21に接続されており、操舵補助モータ21の駆動を制御するようになっている。
図2は伝達比可変機構13の概略構成を示す一部断面図である。図2に示すように、入力軸18の第2軸18bおよび出力軸19は、互いの先端を相対向させて同軸上に配置されている。
伝達比可変機構13は、入力軸18の第2軸18bと同軸に並んで一体回転可能な入力サンギヤ54と、入力サンギヤ54と同軸に配置され、出力軸19と一体回転可能な出力サンギヤ55と、各サンギヤ54,55の双方に噛み合う遊星ギヤ56と、遊星ギヤ56を遊星ギヤ56の中心軸線L2回りに自転可能且つ各サンギヤ54,55の中心軸線L1回りに公転可能に支持するキャリア57と、を含んでいる。
第1部分57aは、第1軸受58を介してハウジング53に支持され、且つ各遊星ギヤ56の支軸56aの一端を支持している。第2部分57bは、支軸56aの他端を支持している。第3部分57cは、第2部分57bから減速機構22に向けて延び第2軸受59を介してハウジング53に支持されている。
反力補償モータ15に隣接して、第2レゾルバ32が配置されている。第2レゾルバ32は、第2軸18bの外周に連結されたロータ32aと、ロータ32aを取り囲みハウジング53に固定されたステータ32bとを含んでいる。第2軸18bには、反力補償モータ15のロータ15aおよび第2レゾルバ32のロータ32aの双方が連結されている。これにより、第2レゾルバ32は、入力軸18の回転位置(転舵角)および反力補償モータ15のロータ15aの回転位置を検出することが可能である。
図3(A)は、ロック機構25の主要部の断面図であり、ロック部材62が第2位置P2にある状態を示している。図2および図3(A)を参照して、ロック機構25は、キャリア57の第3部分57cに一体回転可能に連結されたリング部材60と、このリング部材60に係合可能な軸状のロック部材62と、ロック部材62が一端に固定されたロッド61aを有するソレノイド61とを含んでいる。本実施形態において、ロック部材62は、ロッド61aとは単一の材料を用いて一体に形成されている。
このとき、操舵制御部38の伝達比制御部46は、操舵制御部38に接続された各センサ30〜33,35,36からの入力信号等に基づいて、伝達比制御モータ14および反力補償モータ15の目標駆動量を設定する。そして、操舵制御部38の伝達比制御部46および反力制御部47は、伝達比制御モータ14および反力補償モータ15のロータ14a,15aの回転位置と目標回転位置との偏差がゼロになるように、伝達比制御モータ14および反力補償モータ15を制御する。
このとき、入力軸18から出力軸19への伝達比θ2/θ1は、前述の所定の伝達比(例えば、1)である。この結果、転舵輪11は、操舵部材2の操作方向に、この操舵部材2の操舵角に前記回転比を乗じた角度相当分だけ転舵されることになり、操舵部材2から操舵用の転舵輪11への伝達比は一定値となる。
図2を参照して、制御部37が主モードを設定しているときには、ロック部材62が第2位置P2に位置している。この状態で、上記のように、伝達比制御モータ14によって伝達比が制御され、且つ、反力補償モータ15によって操舵部材2に作用する操舵反力が制御される。
この制御の流れを説明するためのフローチャートである図4を参照して、操舵制御部38のμ推定・判定部49は、転舵輪11と路面200との間の摩擦係数の推定値としての推定摩擦係数μを設定する(ステップS1)。例えば、走行状態センサ36が路面200を撮影するカメラを含んでいる場合、このカメラのデータに基づいて、μ推定・判定部49が推定摩擦係数μを設定する。より具体的には、μ推定・判定部49は、上記カメラから得られたデータから、路面200が粗いと判断したときには、推定摩擦係数μを低く設定し、路面200が滑らかな平坦面であると判断したときには、推定摩擦係数μを高く設定する。
推定摩擦係数μが設定されると、μ推定・判定部49は、この推定摩擦係数μが所定の基準摩擦係数μ1を超えているか否かを判定する(ステップS2)。基準摩擦係数μ1は、ROM45に格納されている値である。
具体的には、モータ負荷判定部50は、モータ電流センサ35で検出されたモータ電流Aが所定の基準モータ電流A1を超えている状態が所定の基準時間T1を超えて継続しているか否かを判定する。基準時間T1と基準モータ電流A1との関係は、ROM45に予め格納されているマップ(図4参照)に基づいて定められる。
なお、モータ保護モードから主モードへの復帰は、例えば、モータ保護モード設定から所定時間経過し、伝達比制御モータ14が自然冷却により充分に冷えたとき等に行われる。
これにより、伝達比制御モータ14を保護する必要のあるときには伝達比制御モータ14を確実に保護でき、且つ、伝達比制御モータ14を保護しなくてもよいときには、伝達比制御モータ14を用いた伝達比可変制御を確実に行うことができる。よって、伝達比制御モータ14の故障を抑制しつつ、伝達比可変制御が行われない状態をより少なくできる。これにより、伝達比制御モータ14を適切な条件下で保護できる。
また、保護モードのときには、ロック機構25によって伝達比θ2/θ1を機械的に固定できる。このとき、伝達比制御モータ14には電流が流れないので、伝達比制御モータ14の負荷Lを実質的にゼロにできる。これにより、伝達比制御モータ14を自然冷却する等して、伝達比制御モータ14を確実に保護できる。
路面200と転舵輪11との間の摩擦係数が大きいほど、路面200から転舵輪11等を介して伝達比制御モータ14に伝わる路面抵抗が大きいので、伝達比制御モータ14は、スムーズに回転し難い。したがって、伝達比制御モータ14の負荷が同じ場合でも、路面200の摩擦係数が大きいほど、伝達比制御モータ14にかかる負担は大きい。このため、推定摩擦係数μが大きく、伝達比制御モータ14にかかる負担が大きいときほど、基準時間T1を短くして、早期に保護モードを設定できる。その結果、伝達比制御モータ14による伝達比可変制御が規制された状態を最小限にしつつ、伝達比制御モータ14を適切に保護できる。
例えば、操舵補助モータを保護する構成を有する電動パワーステアリング装置では、操舵補助用モータを保護するために、操舵補助モータに流す電流を徐々に低下させる制御を行う場合がある。これにより、操舵補助力は低下するものの、操舵補助機能を維持しつつ、操舵補助モータを保護できる。
本発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
また、ロック部材62を支持する支持装置としてソレノイド61を例示したけれども、これに限定されない。支持装置は、ロック部材62を第1位置P1と第2位置P2とに変位可能に支持できるものであればよく、例えば、クラッチ機構等の他の一般の装置を用いて支持装置を構成してもよい。
Claims (5)
- 車両の転舵輪を転舵するための車両用操舵装置において、
操舵部材の操舵に応じて回転する入力軸と転舵機構の動作に連動して回転する出力軸との間に介在し、前記入力軸および前記出力軸間の伝達比を変更可能な伝達比可変機構と、 前記伝達比を変更するための伝達比制御モータと、
前記伝達比を固定するためのロック機構と、
前記車両が走行する路面と前記転舵輪との間の摩擦係数を推定する推定手段と、
前記伝達比制御モータの負荷を判定する判定手段と、
推定された摩擦係数が所定の基準摩擦係数を超えており、かつ、前記伝達比制御モータの負荷が所定の基準モータ負荷を超えていると判定されたときに、前記伝達比制御モータを保護するための保護モードを設定可能な制御部と、
前記伝達比制御モータに流れる電流を検出する電流検出部と、を備え、
前記判定手段は、前記電流が所定の基準電流を超えている状態が所定の基準時間を超えて継続しているときに、前記伝達比制御モータの負荷が前記基準モータ負荷を超えていると判定し、
前記基準電流と前記基準時間との関係は、前記推定された摩擦係数の値に基づいて変化するように構成されていることを特徴とする車両用操舵装置。 - 車両の転舵輪を転舵するための車両用操舵装置において、
操舵部材の操舵に応じて回転する入力軸と転舵機構の動作に連動して回転する出力軸との間に介在し、前記入力軸および前記出力軸間の伝達比を変更可能な伝達比可変機構と、 前記伝達比を変更するための伝達比制御モータと、
前記伝達比を固定するためのロック機構と、
前記車両が走行する路面と前記転舵輪との間の摩擦係数を推定する推定手段と、
前記伝達比制御モータの負荷を判定する判定手段と、
推定された摩擦係数が所定の基準摩擦係数を超えており、かつ、前記伝達比制御モータの負荷が所定の基準モータ負荷を超えていると判定されたときに、前記伝達比制御モータを保護するための保護モードを設定可能な制御部と、を備え、
前記制御部は、一定時間ごとに、前記推定された摩擦係数を判定可能であることを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項2において、前記伝達比制御モータに流れる電流を検出する電流検出部をさらに備え、
前記判定手段は、前記電流が所定の基準電流を超えている状態が所定の基準時間を超えて継続しているときに、前記伝達比制御モータの負荷が前記基準モータ負荷を超えていると判定することを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項3において、前記基準電流と前記基準時間との関係は、前記推定された摩擦係数の値に基づいて変化するように構成されていることを特徴とする車両用操舵装置。
- 請求項1〜4の何れか 1項において、前記制御部は、前記保護モードのときに、前記伝達比制御モータへの電流の供給を停止させるともに、前記ロック機構によって前記伝達比を固定させることを特徴とする車両用操舵装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010170955A JP5614579B2 (ja) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | 車両用操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010170955A JP5614579B2 (ja) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | 車両用操舵装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012030660A JP2012030660A (ja) | 2012-02-16 |
JP5614579B2 true JP5614579B2 (ja) | 2014-10-29 |
Family
ID=45844633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010170955A Expired - Fee Related JP5614579B2 (ja) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | 車両用操舵装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5614579B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102153981B1 (ko) * | 2014-08-25 | 2020-09-10 | 현대모비스 주식회사 | 능동전륜 조향장치 및 그 제어방법 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3505992B2 (ja) * | 1997-05-23 | 2004-03-15 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用操舵装置 |
JP3539468B2 (ja) * | 1997-06-13 | 2004-07-07 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用操舵装置 |
JPH11291929A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-26 | Toyota Motor Corp | 車両用操舵制御装置 |
JP3391258B2 (ja) * | 1998-04-17 | 2003-03-31 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用操舵制御装置 |
JP3719193B2 (ja) * | 2001-11-06 | 2005-11-24 | 日産自動車株式会社 | 舵角比可変装置 |
JP4483410B2 (ja) * | 2004-05-31 | 2010-06-16 | 日産自動車株式会社 | ステアリング装置 |
JP4630039B2 (ja) * | 2004-11-01 | 2011-02-09 | 株式会社アドヴィックス | 車両の操舵制御装置 |
JP4802641B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2011-10-26 | 株式会社ジェイテクト | 車両用操舵装置 |
-
2010
- 2010-07-29 JP JP2010170955A patent/JP5614579B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012030660A (ja) | 2012-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4019873B2 (ja) | 舵角比制御装置 | |
US7322439B2 (en) | Steering apparatus for steerable vehicle | |
JP4581660B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
US20120111658A1 (en) | Vehicular steering control apparatus | |
WO2005012012A1 (ja) | スタビライザ制御装置 | |
JP2008074367A (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP5936979B2 (ja) | 電気自動車の制御装置 | |
JPH111175A (ja) | 車両用操舵装置 | |
US7681463B2 (en) | Power steering system for providing an enhanced indication of road conditions or road information to the driver | |
US20200231200A1 (en) | Vehicle | |
US9884642B2 (en) | Steering device | |
JP5614579B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP2012086594A (ja) | 車両用操舵装置 | |
US8386128B2 (en) | Method for adapting steering characteristics of a motor vehicle | |
JP5408472B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP2011031638A (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP5226999B2 (ja) | 車両の操舵装置 | |
JP2009143427A (ja) | 操舵装置 | |
JP4442400B2 (ja) | 車両用ステアリングシステム | |
JP2008056241A (ja) | ステアリング装置 | |
JP2021091354A (ja) | 転舵装置 | |
JP2011251640A (ja) | 車両のステアリング装置 | |
JP5557097B2 (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP2007062655A (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP5692566B2 (ja) | 車両用操舵装置および車両用操舵装置の異常判定方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130620 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140206 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140324 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140814 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140827 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5614579 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |