JP2007326499A - Steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操舵装置に関する。 The present invention relates to a steering apparatus.
例えば、次世代交通システムとして、磁気マーカーが埋設された専用道では自動操舵され、一般道ではドライバによって操舵される車両(例えば、バス)が提案されている。このような車両の操舵装置では、転舵輪に操舵トルクを付与するためのアクチュエータを2つ備え、一方のアクチュエータを常時使用し、他方のアクチュエータを予備として待機させている。 For example, as a next-generation transportation system, a vehicle (for example, a bus) that is automatically steered on a dedicated road in which a magnetic marker is embedded and steered by a driver on a general road has been proposed. In such a vehicle steering apparatus, two actuators for applying steering torque to the steered wheels are provided, one of the actuators is always used, and the other actuator is on standby.
また、従来、車両用操舵装置として、遊びを有するリンク機構を介してリンクされた主アクチュエータと副アクチュエータとを備え、主アクチュエータ及び副アクチュエータは、同様の制御で常時駆動されるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献1に記載の従来技術では、主アクチュエータと副アクチュエータとが同様に制御され同じ動きをするため、操舵精度向上のメリットが無かった。また、上記操舵装置にあっても、他方のアクチュエータがフェールセーフ用のため、多重系で構成しているにも関わらず、操舵精度向上のメリットが無かった。
However, in the prior art described in
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、多重系としつつ操舵精度の向上を図った操舵装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a steering device that improves the steering accuracy while using a multiple system.
本発明による操舵装置は、ステアリングギアに連結されたステアリングシャフトを有し操舵力を転舵輪に伝達させる操舵力伝達経路に設けられ、ステアリングシャフトに操舵トルクを付与する第1のアクチュエータと、操舵力伝達経路において、第1のアクチュエータより下流側に配置され、ステアリングシャフトに操舵トルクを付与する第2のアクチュエータと、第1のアクチュエータと第2のアクチュエータとを遊びを有した状態で機械的に接続する接続手段とを備え、第2のアクチュエータによる操舵トルクは、第1のアクチュエータによる操舵トルクよりも小さいことを特徴としている。 A steering apparatus according to the present invention includes a first actuator that has a steering shaft connected to a steering gear and is provided in a steering force transmission path that transmits a steering force to a steered wheel, and that applies a steering torque to the steering shaft; In the transmission path, the second actuator, which is disposed downstream of the first actuator and applies steering torque to the steering shaft, and the first actuator and the second actuator are mechanically connected with play. And a steering torque by the second actuator is smaller than a steering torque by the first actuator.
このような操舵装置によれば、操舵トルクを付与する第1のアクチュエータ及び第2のアクチュエータを備え、これらの第1のアクチュエータと第2のアクチュエータとは、遊びを有した状態で機械的に接続する接続手段によって連結されている。遊びを有した状態で、第1のアクチュエータ及び第2のアクチュエータが連結されているので、第1のアクチュエータによる操舵トルクと、第2のアクチュエータによる操舵トルクとが互いに干渉することが防止される。また、操舵力伝達経路において第1のアクチュエータよりも下流側に第2アクチュエータを配置し、第2のアクチュエータによる操舵トルクを第1のアクチュエータによる操舵トルクよりも小さくしている。これにより、第1のアクチュエータによって大舵角を制御でき、第2のアクチュエータによって、高精度で小舵角を制御することができ、操舵精度を向上させることができる。 According to such a steering apparatus, the first actuator and the second actuator for applying the steering torque are provided, and the first actuator and the second actuator are mechanically connected with play. Connected by connecting means. Since the first actuator and the second actuator are connected with play, the steering torque by the first actuator and the steering torque by the second actuator are prevented from interfering with each other. In addition, the second actuator is arranged downstream of the first actuator in the steering force transmission path, and the steering torque by the second actuator is made smaller than the steering torque by the first actuator. Thus, the large steering angle can be controlled by the first actuator, the small steering angle can be controlled with high accuracy by the second actuator, and the steering accuracy can be improved.
ここで、第1のアクチュエータはフィードフォワード制御され、第2のアクチュエータはフィードバック制御されることが好ましい。操舵精度を一層向上させるために、操舵トルクの大きい第1のアクチュエータをフィードフォワード制御し、操舵トルクの小さい第2のアクチュエータをフィードバック制御する。これにより、第2のアクチュエータによって実際の舵角を目標の舵角になるように精度良く制御することができる。 Here, it is preferable that the first actuator is feedforward-controlled and the second actuator is feedback-controlled. In order to further improve the steering accuracy, the first actuator having a large steering torque is feedforward controlled, and the second actuator having a small steering torque is feedback-controlled. Thereby, it is possible to accurately control the actual rudder angle to be the target rudder angle by the second actuator.
また、操舵力伝達経路において第1のアクチュエータより上流側に配置された操舵ハンドルを備え、第2のアクチュエータによる制御角度は、接続手段の遊びの範囲内であることが好ましい。これにより、操舵ハンドルにおける操舵角の変化を無くして、操舵制御を行うことが可能となり、操舵ハンドルが自然に動くという運転手の不安を軽減することができる。 Further, it is preferable that a steering handle disposed upstream of the first actuator in the steering force transmission path is provided, and the control angle by the second actuator is within the range of play of the connecting means. As a result, it is possible to perform the steering control without changing the steering angle at the steering wheel, and to reduce the driver's anxiety that the steering wheel moves naturally.
また、操舵力伝達経路において、接続手段より転舵輪側に配置され、操舵制御に関する物理量を検出する物理量検出手段を備え、この物理量検出手段によって検出された物理量に基づいて、第2のアクチュエータによる操舵トルクを制御し、操舵力伝達経路におけるバックラッシをキャンセルすることが好ましい。ステアリングギアにおけるバックラッシをキャンセルすることで、操舵ハンドルの舵角変化を無くし、操舵角を正確に検出することができる。「操舵制御に関する物理量を検出する物理量検出手段」として、操舵角を検出する操舵角検出手段(例えば、舵角センサ)が挙げられる。 In addition, the steering force transmission path includes a physical quantity detection unit that is disposed closer to the steered wheels than the connection unit and detects a physical quantity related to steering control. Based on the physical quantity detected by the physical quantity detection unit, steering by the second actuator is performed. It is preferable to control the torque and cancel backlash in the steering force transmission path. By canceling the backlash in the steering gear, the steering angle change of the steering wheel can be eliminated, and the steering angle can be accurately detected. Examples of the “physical quantity detection means for detecting a physical quantity related to steering control” include a steering angle detection means (for example, a steering angle sensor) that detects a steering angle.
また、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を備え、この走行状態検出手段によって検出された走行状態に基づいて、第2のアクチュエータによる操舵トルクを制御することが好ましい。これにより、操舵ハンドルの舵角変化を無くし、走行状態に応じて転舵輪を操舵することができる。 In addition, it is preferable that a traveling state detection unit that detects a traveling state of the vehicle is provided, and the steering torque by the second actuator is controlled based on the traveling state detected by the traveling state detection unit. Thereby, the steering angle change of the steering wheel can be eliminated, and the steered wheels can be steered according to the traveling state.
また、走行状態検出手段は、走行状態として、車両のピッチング状態又は車両の横滑り状態を検出することが好ましい。 Moreover, it is preferable that a driving state detection means detects the pitching state of a vehicle or the skid state of a vehicle as a driving state.
また、第2のアクチュエータの減速比を変更可能な減速比可変手段を備え、減速比可変手段は、第1のアクチュエータが異常である場合に、第2のアクチュエータの減速比を大きくすることをことが好ましい。これにより、第1のアクチュエータが異常である場合に、減速比可変手段によって第2のアクチュエータの減速比を大きくすることで、第2のアクチュエータによる操舵トルクを増大させ、第1のアクチュエータを用いずに、第2のアクチュエータによる操舵トルクによって、転舵輪を大角度で操舵することができる。このように、第2のアクチュエータにフェールセーフ機能を持たせることができる。なお、「アクチュエータの異常」とは、アクチュエータが故障し正常に作動しない場合、アクチュエータを制御する制御部が故障して、アクチュエータが正常に作動しない場合を含むものとする。 Further, a reduction ratio variable means capable of changing a reduction ratio of the second actuator is provided, and the reduction ratio variable means increases the reduction ratio of the second actuator when the first actuator is abnormal. Is preferred. As a result, when the first actuator is abnormal, the reduction torque of the second actuator is increased by the reduction ratio variable means to increase the steering torque by the second actuator, and the first actuator is not used. In addition, the steered wheels can be steered at a large angle by the steering torque by the second actuator. In this way, the second actuator can have a fail-safe function. It should be noted that the “actuator abnormality” includes a case where the actuator fails and does not operate normally, and a case where the controller that controls the actuator fails and the actuator does not operate normally.
また、減速比可変手段は、弾性エネルギを蓄える弾性エネルギ貯蔵手段を備え、第2のアクチュエータの温度が所定の基準以上となった場合に、弾性エネルギ貯蔵手段に蓄えられた弾性エネルギを開放して、第2のアクチュエータの減速比を大きくすることが好ましい。第1のアクチュエータが異常である場合、第2のアクチュエータの操舵トルクが増大して、第2のアクチュエータの負荷が大きくなり、第2のアクチュエータの発熱量が増えるため、第2のアクチュエータの温度を検出して、第1のアクチュエータの異常を検知することができる。これにより、制御部に異常が生じて、第1のアクチュエータが異常となった場合であっても、第2のアクチュエータの温度が所定の基準以上となった場合に、第1のアクチュエータが異常であることを検出することができ、弾性エネルギ貯蔵手段に蓄えられた弾性エネルギを利用して、第2のアクチュエータの減速比を変更して大きくする。このように、第2のアクチュエータの減速比を機械的に大きくして、第2のアクチュエータによる操舵トルクを増大させ、第1のアクチュエータを用いずに、第2のアクチュエータによる操舵トルクによって、転舵輪を大角度で操舵することができ、第2のアクチュエータにフェールセーフ機能を持たせることができる。なお、ここで言う「所定の基準」とは、第1のアクチュエータが異常であることを検知可能な温度を指す。 The reduction ratio variable means includes elastic energy storage means for storing elastic energy, and releases the elastic energy stored in the elastic energy storage means when the temperature of the second actuator exceeds a predetermined reference. It is preferable to increase the reduction ratio of the second actuator. When the first actuator is abnormal, the steering torque of the second actuator increases, the load of the second actuator increases, and the amount of heat generated by the second actuator increases. It is possible to detect the abnormality of the first actuator. As a result, even if the controller is abnormal and the first actuator becomes abnormal, the first actuator is abnormal when the temperature of the second actuator exceeds a predetermined reference. It can be detected, and the elastic energy stored in the elastic energy storage means is used to change and reduce the reduction ratio of the second actuator. In this manner, the reduction ratio of the second actuator is mechanically increased to increase the steering torque by the second actuator, and the steered wheels are driven by the steering torque by the second actuator without using the first actuator. Can be steered at a large angle, and the second actuator can have a fail-safe function. Here, the “predetermined reference” refers to a temperature at which it can be detected that the first actuator is abnormal.
また、減速比可変手段は、第2のアクチュエータによる操舵トルクが増大した場合に係合するクラッチ手段を備え、クラッチ手段を介さない動力伝達経路から、クラッチ手段を介した動力伝達経路に切替えて第2のアクチュエータの減速比を大きくしてもよい。このように構成しても、制御部に異常が生じて、第1のアクチュエータが異常となった場合であっても、第1のアクチュエータが異常であることを検出することができ、機械的に第2のアクチュエータによる操舵トルクを増大させ、第1のアクチュエータを用いずに、第2のアクチュエータによる操舵トルクによって、転舵輪を大舵角で操舵することができる。このように、第2のアクチュエータにフェールセーフ機能を持たせることができる。
The variable reduction ratio means includes clutch means that engages when the steering torque by the second actuator increases, and switches from a power transmission path that does not pass the clutch means to a power transmission path that passes through the clutch means. The reduction ratio of the
また、第2のアクチュエータの減速比を大きくした場合に、車両を減速させる制御を行うことが好ましい。減速比の低下による応答遅れに対応させるため、車両を減速させて操舵し易くし、車両を安全に走行させる。車両を減速させる場合には、例えば、目標速度を低く設定する。 Further, it is preferable to perform control for decelerating the vehicle when the reduction ratio of the second actuator is increased. In order to cope with a response delay due to a reduction in the reduction ratio, the vehicle is decelerated to facilitate steering, and the vehicle travels safely. When the vehicle is decelerated, for example, the target speed is set low.
本発明の操舵装置によれば、第1のアクチュエータ及び第2のアクチュエータを備え多重系としつつ、第1のアクチュエータによる操舵トルクと第2のアクチュエータによる操舵トルクとのトルク干渉を防止すると共に操舵精度の向上を図ることができる。 According to the steering apparatus of the present invention, the first actuator and the second actuator are provided and a multi-system is provided, and torque interference between the steering torque by the first actuator and the steering torque by the second actuator is prevented and the steering accuracy is improved. Can be improved.
以下、本発明による操舵装置の好適な実施形態として、副アクチュエータ(詳しくは後述する)の構成が異なる3つの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, as preferred embodiments of a steering apparatus according to the present invention, three embodiments having different configurations of sub-actuators (described in detail later) will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
まず、第1実施形態の操舵装置について、図1〜図11を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態に係る操舵装置を備えた車両を示す概略側面図、図2は、図1に示す車両の概略平面図、図3は、図2中のフロントアクスル、キングピン及び実舵角センサを後方側から示す拡大図である。 First, the steering apparatus of 1st Embodiment is demonstrated, referring FIGS. 1-11. 1 is a schematic side view showing a vehicle equipped with a steering apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of the vehicle shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a front axle, a kingpin in FIG. It is an enlarged view which shows an actual steering angle sensor from back side.
図1及び図2に示す車両1は、例えば、路線バスとして利用されるものであり、磁気マーカーが埋設された専用道では自動操舵(自動制御運転)され、一般道ではドライバによって操舵(マニュアル運転)されるものである。この車両1の操舵装置2は、操舵ハンドル(以下、「ハンドル」という。)3の操舵力を転舵輪4に伝達させる操舵力伝達経路に、操舵トルクを付与する主アクチュエータ(第1のアクチュエータ)5及び副アクチュエータ(第2のアクチュエータ)6を備えている。また、操舵装置2には、主アクチュエータ5及び副アクチュエータ6を制御する操舵電子制御ユニット(以下、「操舵ECU」という。)7が設けられている(図6参照)。
The
ハンドル3は、ステアリングシャフト8を介してパワーステアリングギアボックス(以下、「ステアリングギア」という。)9に連結されている。このステアリングギア9は、操舵アシストトルクを付与する油圧式のパワーステアリング機構であり、車体フレーム10に固定されている。また、ステアリングギア9には、ピットマンアーム11、ドラックリンク12、ナックルアーム13が連結され、ステアリングシャフト8の回転運動は、ステアリングギア9、ピットマンアーム11により、直線運動に変換されてドラックリング12を介して、ナックルアーム13に伝達される。なお、ナックルアーム13は、フロントアクスル14の右側の端部に設けられている。
The
転舵輪4は、図1〜図3に示すように、フロントアクスル14の両端に設置されたキングピン15を介して水平方向に回動可能に支持されている。左右の転舵輪4は、ナックルアーム13及びタイロッド16を介して連動する。フロントアクスル14は、エアスプリング17を有するサスペンションを介して、車体フレーム10に接続されている。また、キングピン15には、キングピン15の回転角を検出する実舵角センサ18が設けられている。この実舵角センサ18によって、転舵輪4の舵角(切れ角)を検出することができる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the steered
ここで、本実施形態の操舵装置1は、上述したように主アクチュエータ5、副アクチュエータ6を備え、これらの主アクチュエータ5と、副アクチュエータ6との間には、ゴムカップリング(接続手段)19が配置されている。すなわち、操舵力伝達経路において、ハンドル3、主アクチュエータ5、ゴムカップリング19、副アクチュエータ6、ステアリングギア9、転舵輪4の順に接続されている。
Here, the
主アクチュエータ5は、ステアリングシャフト8のハンドル3側(操舵伝達経路における上流側)に設置され、電動モータを有している。この電動モータによる出力は、減速機構を介してステアリングシャフト8に伝達される。主アクチュエータ5は、副アクチュエータ6より大きなトルクの出力を担当し、大まかな精度で大角度の操舵を行う。
The
ゴムカップリング19は、主アクチュエータ5と副アクチュエータ6とを遊びを有した状態で機械的に接続する減衰機構として機能するものである。ゴムカップリング19によって、主アクチュエータ5による操舵トルクと副アクチュエータ6による操舵トルクとのトルク干渉が防止される。このように、遊びを有した状態で機械的に接続する減衰機構を備えるため、トルク干渉を防止して、主アクチュエータ5と副アクチュエータ6とを同時に駆動させることができる。例えば、主アクチュエータ5と副アクチュエータ6との制御に時間のズレが生じた場合であっても、減衰機構によって時間のズレを吸収することができる。これにより、主アクチュエータ5によるトルクと副アクチュエータ6によるトルクが逆方向であっても、ステアリングシャフト8に過大な負荷が作用することを回避することができる。
The
副アクチュエータ6は、ステアリングシャフト8のステアリングギア9側(操舵伝達経路における下流側)に設置され、電動モータ22(図6参照)を有している。この電動モータ22による出力は、減速機構を介してステアリングシャフト8に伝達される。副アクチュエータ6は、主アクチュエータ5よりも小さなトルクの出力を担当し、高精度で微小角度の操舵を行う。
The
そして、主アクチュエータ5及び副アクチュエータ6によるトルクは、ステアリングギア9に入力される。また、ゴムカップリング19と副アクチュエータ6との間には、舵角センサ24が設けられている。この舵角センサ24によって、ステアリングシャフト8の回転角を検出することができる。
The torque from the
図4は、本発明の第1実施形態に係る副アクチュエータを示すものであり、通常制御時における歯車の噛み合い状態を示す断面図である。この副アクチュエータ6は、電動モータ25とステアリングシャフト8との間の減速比を可変とする減速比可変機構を有している。電動モータ25のモータシャフト26は、第1歯車27及び第2歯車28を備えている。第2歯車28は、第1歯車27よりステアリングシャフト8側に配置され、第1歯車27より小さな歯車とされている。
FIG. 4 shows the sub-actuator according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing the meshing state of the gears during normal control. The
この電動モータ25のモータシャフト26は、軸方向に移動可能な構成とされている。モータシャフト26は、ステアリングシャフト8側の端部の外方に配置されたコイルスプリング29によって、ステアリングシャフト8とは反対側へ付勢されている。モータシャフト26の他方の端部近傍には、モータシャフト26をスプリングシャフト8側へ移動させるためのマグネットスイッチ30が設けられている。
The
また、副アクチュエータ6は、モータシャフト26と平行に延在する出力軸31を有している。この出力軸31は、第3歯車32及び第4歯車33を備えている。第4歯車33は、第3歯車32よりステアリングシャフト8側に配置され、第3歯車27より大きな歯車とされている。また、出力軸31には、ステアリングシャフト8に設けられたウォームホイール35と噛み合うウォームギア34が形成されている。
The
そして、モータシャフト26は、通常制御時において、第1歯車27と第3歯車32とが噛み合うと共に、第2歯車28と第4歯車33とが噛み合わない位置に配置されている。この場合、電動モータ25において発生したトルクは、モータシャフト26から第1歯車27、第3歯車32に伝達される。これらの第1歯車27と第3歯車32との間において等速、等トルクで伝達される。出力軸31に伝達されたトルクは、ウォームギア34、ウォームホイール35を介してステアリングシャフト8に伝達される。
The
図5は、第1実施形態に係る副アクチュエータを示すものであり、主アクチュエータの異常時における歯車の噛み合い状態を示す断面図である。主アクチュエータ5が異常である場合に、副アクチュエータ6は、減速比を大きくすることで、電動モータ25によるトルクを増大させてステアリングシャフト8を回転駆動させる。具体的には、副アクチュエータ6は、操舵ECU7からの制御信号に基づいて、マグネットスイッチ30を作動させて、モータシャフト26をステアリングシャフト8側へスライドさせる。これにより、モータシャフト26は、第2歯車28と第4歯車33とが噛み合うと共に、第1歯車27と第3歯車32とが噛み合わない位置に配置される。この場合、電動モータ25において発生したトルクは、モータシャフト26から第2歯車28、第4歯車33に伝達される。これらの第2歯車28と第4歯車33との間において減速され、トルクが増大されて伝達される。出力軸31に伝達されたトルクは、ウォームギア34、ウォームホイール35を介してステアリングシャフト8に伝達される。
FIG. 5 shows the sub-actuator according to the first embodiment, and is a cross-sectional view showing the meshing state of the gears when the main actuator is abnormal. When the
図6は、図1中の操舵装置の制御構成を示すブロック構成図である。操舵ECU7は、上記主アクチュエータ5、副アクチュエータ6、実舵角センサ18、舵角センサ24、及び内圧センサ37と電気的に接続され、主アクチュエータ5及び副アクチュエータ6を制御するものであり、演算処理を行うCPU、記憶部となるROM及びRAM、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などを備えている。また、操舵ECU7は、車両1全体の制御を司るメインECU36に電気的に接続され、車両1の各種走行状態に関する情報を取得することができる。
FIG. 6 is a block configuration diagram showing a control configuration of the steering device in FIG. The steering ECU 7 is electrically connected to the
この操舵ECU7では、自動操舵時において、「基本制御としてのフィードフォワード制御」、「フィードバック制御」、「操舵力伝達経路におけるバックラッシの影響を回避する制御」、「副アクチュエータ6の異常時における制御」、「主アクチュエータ5の異常時における制御」を行う。また、操舵ECU7では、マニュアル運転時において、「ピッチング状態における制御」、「横滑り状態における制御」を行う。
In the steering ECU 7, during automatic steering, “feed-forward control as basic control”, “feedback control”, “control to avoid the influence of backlash in the steering force transmission path”, “control when the
操舵ECU7のROMには、CPUを作動させるためのプラグラムの他に、車両1の走行路に関するデータ、車両1の目標車速に関するデータ、車両1の目標状態に関するデータなどが記憶されている。走行路に関するデータとしては、道路位置、道路勾配、道路形状などが挙げられる。
In addition to the program for operating the CPU, the ROM of the steering ECU 7 stores data relating to the travel path of the
「基本制御としてのフィードフォワード制御」について説明する。操舵ECU7は、自動操舵時において、走行路に設けられた磁気マーカーを検出し車両1の現在位置を検出し、走行路に関するデータ、目標車速に関するデータに基づいてフィードフォワード制御を行う。操舵ECU7は、転舵輪4の目標操舵角(制御目標)を算出し、主アクチュエータ5、副アクチュエータ6に制御信号を送信する。例えば、目標操舵角が11.15度の場合には、主アクチュエータ5の操舵角が11度、副アクチュエータ6の操舵角が0.15度となるように制御信号を送信する。このように、主アクチュエータ5より小さなトルクを出力する副アクチュエータ6において、主アクチュエータ5より細かい微小制御を行うようにしている。また、フィードフォワード制御において、算出された目標操舵角は、目標状態に関するデータとして、RAMに一時的に記憶される。
“Feedforward control as basic control” will be described. During automatic steering, the steering ECU 7 detects a magnetic marker provided on the travel path, detects the current position of the
次に、「フィードバック制御」について説明する。操舵ECU7は、記憶された目標状態に関するデータ、実舵角センサ18によって検出された操舵角に基づいてフィードバック制御を行う。操舵ECU7は、転舵輪4における補正操舵角を算出し、副アクチュエータ6に制御信号を送信する。また、副アクチュエータ6によって制御される操舵角の大きさは、ゴムカップリング19の遊びの範囲内とされている。
Next, “feedback control” will be described. The steering ECU 7 performs feedback control based on the stored data regarding the target state and the steering angle detected by the actual
図7は、操舵装置における制御の一例を示すものであり、目標操舵角と実舵角の時間変化を示すグラフである。縦軸に操舵角を示し、横軸は時間を示している。実線で示すグラフL1は、操舵ECU7によって制御された実舵角を示し、一点鎖線で示すグラフL2は、操舵ECU7のおけるフィードフォワード制御によって算出された目標操舵角を示すものである。図7に示すグラフを参照すると、一点鎖線で囲まれた範囲A、範囲Bにおいて、目標操舵角と実舵角との差が大きくなった後に、目標操舵角と実舵角との差が小さくなっていることが分かる。これは、フィードバック制御によって算出された補正操舵角に基づいて、副アクチュエータ6が作動し、実舵角が目標操舵角に近づいたことによるものである。
FIG. 7 is a graph showing an example of the control in the steering device, and is a graph showing the time change of the target steering angle and the actual steering angle. The vertical axis represents the steering angle, and the horizontal axis represents time. A graph L1 indicated by a solid line indicates an actual steering angle controlled by the steering ECU 7, and a graph L2 indicated by a one-dot chain line indicates a target steering angle calculated by feedforward control in the steering ECU 7. Referring to the graph shown in FIG. 7, after the difference between the target steering angle and the actual steering angle increases in the ranges A and B surrounded by the alternate long and short dash line, the difference between the target steering angle and the actual steering angle decreases. You can see that This is because the
次に、「操舵力伝達経路におけるバックラッシの影響を回避する制御」について説明する。操舵ECU7は、実舵角センサ18からの信号に基づいて、副アクチュエータ6によるトルクを制御し、操舵力伝達経路におけるバックラッシの影響を回避することができる。なお、ここでいう「バックラッシ」とは、ステアリングギア9におけるバックラッシ、ピットマンアーム11、ドラックリンク12、ナックルアーム13などの各部品間の遊びを含むものとする。例えば、転舵輪4を右方向に操作した後に、転舵輪4を左方向に操作した場合、操舵力伝達経路におけるバックラッシの影響により、転舵輪4の操舵角が正しく制御されない虞がある。
Next, “control to avoid the influence of backlash in the steering force transmission path” will be described. The steering ECU 7 can control the torque by the sub-actuator 6 based on the signal from the actual
このバックラッシの影響を回避するために、操舵ECU7は、例えば右方向への操作(右切り)時にはそのまま実舵角センサ18による検出値をフィードバックし、左方向への操作(左切り)時には、左方向へ目標操舵角+α分回転させた後、右方向へα分回転を戻しバックラッシを詰めた後に実舵角センサ18による検出値をフィードバックする。これにより、車両1を安全に操舵することができる。
In order to avoid the influence of this backlash, the steering ECU 7 feeds back the value detected by the actual
次に、副アクチュエータ6の異常時おける制御について説明する。操舵ECU7は、主アクチュエータ5、副アクチュエータ6の異常を検出可能な異常検出機能を有している。図8は、操舵ECUで実行される「副アクチュエータ異常時における制御処理」の動作手順を示すフローチャートである。まず、ステップS1では、自動制御運転中であるか否かの判定を行う。具体的には、メインECU36からの信号に基づいて、自動制御運転中か否かの判定を行う。自動制御運転中であると判定された場合には、ステップS2に進み、自動制御運転中であると判定されなかった場合には、処理を終了する。
Next, the control when the
ステップS2では、副アクチュエータ6が異常状態であるか否かの判定を行う。具体的には、実舵角センサ18からの信号に基づいて、副アクチュエータ6への制御信号通りに、転舵輪4が操舵されない場合には、副アクチュエータ6が異常状態であると判定する。副アクチュエータ6が異常状態であると判定された場合には、ステップS3に進み、副アクチュエータ6が異常状態であると判定されなかった場合には、処理を終了する。なお、主アクチュエータ5を制御する主アクチュエータ用操舵ECUと、副アクチュエータ6を制御する副アクチュエータ用操舵ECUとを各々備える構成の場合、主アクチュエータ用操舵ECUから副アクチュエータ用操舵ECUに信号を送信して、副アクチュエータ用操舵ECUから信号が返ってこない場合に、副アクチュエータ6が異常状態であると判定するようにしてもよい。
In step S2, it is determined whether or not the
ステップS3では、メインECU36に信号を送信して、車両1の目標速度の設定値を下げるように指示する。このように、副アクチュエータ6が異常状態である場合に、車両1を減速させることで、車両1の操舵を安全に行うことができる。
In step S3, a signal is transmitted to the main ECU 36 to instruct to lower the set value of the target speed of the
次に、「主アクチュエータ5の異常時における制御」について説明する。また、図9は、操舵ECUで実行される「主アクチュエータ異常時における制御処理」の動作手順を示すフローチャートである。まず、ステップS11では、自動制御運転中であるか否かの判定を行う。自動制御運転中であると判定された場合には、ステップS12に進み、自動制御運転中であると判定されなかった場合には、処理を終了する。
Next, “control when the
ステップS12では、主アクチュエータ5が異常状態であるか否かの判定を行う。具体的には、実舵角センサ18からの信号に基づいて、主アクチュエータ5への制御信号通りに、転舵輪4が操舵されない場合には、主アクチュエータ5が異常状態であると判定する。主アクチュエータ5が異常状態であると判定された場合には、ステップS13に進み、主アクチュエータ5が異常状態であると判定されなかった場合には、処理を終了する。なお、主アクチュエータ用操舵ECUと、副アクチュエータ用操舵ECUとを各々備える構成の場合、副アクチュエータ用操舵ECUから主アクチュエータ用操舵ECUに信号を送信して、主アクチュエータ用操舵ECUから信号が返ってこない場合に、主アクチュエータ5が異常状態であると判定するようにしてもよい。
In step S12, it is determined whether or not the
ステップS13では、操舵ECU7は、メインECU36に信号を送信して、車両1の目標速度の設定値を下げるように指示し、ステップS14に進む。このように、主アクチュエータ5が異常状態である場合に、車両1を減速させることで、車両1の操舵を安全に行うことができる。
In step S13, the steering ECU 7 transmits a signal to the main ECU 36 to instruct to lower the set value of the target speed of the
ステップS14では、操舵ECU7は、副アクチュエータ6に信号を送信して、副アクチュエータ6における減速比を可変制御し、減速比を増大させて副アクチュエータ6による出力トルクを大きくする。これにより、主アクチュエータ5が異常状態であっても、副アクチュエータ6によって大きな操舵角まで操舵することで、フェールセーフを行うことができる。
In step S14, the steering ECU 7 transmits a signal to the
次に、マニュアル運転時に実行される「ピッチング状態における制御」について説明する。操舵ECU7は、車両1のピッチング状態を検出可能なピッチング状態検出機能を有している。ここでいう「ピッチング状態」とは、ブレーキ操作に伴って車体前方が下がる所謂ノーズダウンを指すものであり、ピッチング状態となると、車両1では、転舵輪4が右方向へ切れ、この転舵輪4の動きに連動してハンドルが右回転してしまう虞がある。具体的には、ブレーキ操作を行うことで、車体の前部が下がりエアスプリング17が縮み、車体フレーム10とフロントアクスル14が接近する。これにより、ドラックリンク12が前方に押し出され、ナックルアーム13が回動して転舵輪が右方向に切れると共に、ピットマンアーム11、ステアリングシャフト8が連動して、結果的に、ハンドル3が右回転してしまう。このハンドル3の回転により、ドライバは違和感を生じることがあった。例えば、内圧センサ37によってエアスプリング17の内圧を検出することで、ピッチングが発生する虞があることを検知することができる。
Next, “control in the pitching state” executed during manual operation will be described. The steering ECU 7 has a pitching state detection function capable of detecting the pitching state of the
図10は、操舵ECUで実行される「ピッチング状態における制御処理」の動作手順を示すフローチャートである。まず、ステップS21では、マニュアル運転中であるか否かの判定を行う。具体的には、メインECU36からの信号に基づいて、マニュアル運転中か否かの判定を行う。マニュアル運転中であると判定された場合には、ステップS22に進み、マニュアル運転中であると判定されなかった場合には、処理を終了する。 FIG. 10 is a flowchart showing an operation procedure of “control processing in the pitching state” executed by the steering ECU. First, in step S21, it is determined whether or not manual operation is being performed. Specifically, it is determined based on a signal from the main ECU 36 whether or not manual operation is being performed. If it is determined that the manual operation is being performed, the process proceeds to step S22. If it is not determined that the manual operation is being performed, the process is terminated.
ステップS22では、ピッチング状態であるか否かの判定を行う。具体的には、操舵ECU7は、各車輪のエアサスペンションの内圧を検出する各内圧センサ37からの信号に基づいて、車体の傾きを検出し、ピッチング状態であるか否かの判定を行う。ピッチング状態であると判定された場合には、ステップS23に進み、ピッチング状態であると判定されなかった場合には、処理を終了する。 In step S22, it is determined whether or not the pitching state is set. Specifically, the steering ECU 7 detects the inclination of the vehicle body based on a signal from each internal pressure sensor 37 that detects the internal pressure of the air suspension of each wheel, and determines whether or not the vehicle is in the pitching state. If it is determined that the pitching state is set, the process proceeds to step S23. If it is not determined that the pitching state is set, the process ends.
ステップS23では、操舵ECU7は、副アクチュエータ6に制御信号を送信してトルク制御を行い、転舵輪4を左方向に操舵して、車両1が直進するように制御を行い、処理を終了する。このように、ピッチング状態であるとき、副アクチュエータ6を制御して、車両1が右方向へ移動することを防止することができる。また、副アクチュエータ6による制御される操舵角の大きさをゴムカップリング19の遊びの範囲内とすることで、ハンドル3が回転することが防止され、ハンドル3が自然に動くというドライバの不安を軽減することができる。なお、ステップS21でマニュアル運転であるか否かの判定を行い、マニュアル運転である場合に、ステップS22、S23における処理を実行しているが、自動制御運転時において、ステップS22、S23の処理を実行してもよい。
In step S23, the steering ECU 7 transmits a control signal to the sub-actuator 6 to perform torque control, steer the steered
次に、「横滑り状態における制御処理」について説明する。操舵ECU7は、車両1の横滑り状態を検出可能な横滑り状態検出機能を有し、横滑り状態である場合に、横滑りを軽減することができる。図11は、操舵ECUで実行される「横滑り状態における制御処理」の動作手順を示すフローチャートである。まず、ステップ31では、マニュアル運転中であるか否かの判定を行う。マニュアル運転中であると判定された場合には、ステップS32に進み、マニュアル運転中であると判定されなかった場合には、処理を終了する。
Next, the “control process in a skid state” will be described. The steering ECU 7 has a side-slip state detection function that can detect the side-slip state of the
ステップS32では、横滑り状態であるか否かの判定を行う。具体的には、操舵ECU7は、車両挙動安定化システムにおける横滑り防止判定値を用いて横滑り状態であるか否かの判定を行う。横滑り状態であると判定された場合には、ステップS33に進み、横滑り状態であると判定されなかった場合には、処理を終了する。 In step S32, it is determined whether or not the vehicle is skidding. Specifically, the steering ECU 7 determines whether or not the vehicle is in a skid state using the skid prevention determination value in the vehicle behavior stabilization system. If it is determined that the vehicle is in a skid state, the process proceeds to step S33. If it is not determined that the vehicle is in a skid state, the process ends.
ステップS33では、操舵ECU7は、副アクチュエータ6に制御信号を送信してトルク制御を行い、逆トルクをかけ、車両1が直進するように制御を行い、処理を終了する。このように、横滑り状態であるとき、副アクチュエータ6を制御して、横滑り状態を軽減することができる。なお、このマニュアル運転時に副アクチュエータ6によるトルク制御を行った場合、主アクチュエータ5によって、ハンドル3が逆方向へ回転しないように保持力を発生させてもよい。これによって、ハンドル3が自然に動くという運転者の不安を軽減することができる。
In step S33, the steering ECU 7 transmits a control signal to the sub-actuator 6 to perform torque control, applies reverse torque, performs control so that the
このような操舵装置2によれば、操舵トルクを付与する主アクチュエータ5及び副アクチュエータ6を備え、これらの主アクチュエータ5と副アクチュエータ6とは、遊びを有した状態で機械的に接続するゴムカップリング19によって連結されているため、主アクチュエータ5による操舵トルクと、副アクチュエータ6による操舵トルクとが互いに干渉することが防止される。また、操舵力伝達経路において主アクチュエータ5よりも副アクチュエータ6をステアリングギア9の近くに配置し、副アクチュエータ6による操舵トルクを主アクチュエータ5による操舵トルクよりも小さくしている。これにより、副アクチュエータ6によって、微小角度を高精度に制御することができ、操舵精度を向上させることができる。その結果、操舵装置2を多重系としつつ操舵精度を向上させることができる。また、操舵装置2は、主アクチュエータ5をフィードフォワード制御し、副アクチュエータ6をフィードバック制御することで、制御精度の向上が一層図られている。
According to such a
また、操舵装置2は、主アクチュエータ5の異常、副アクチュエータ6の異常を検出可能な異常検出機能を有しているため、主アクチュエータ5の異常、副アクチュエータ6の異常を検出して、主アクチュエータ5の異常、副アクチュエータ6の異常に応じて操舵制御を行うことができ、主アクチュエータ5又は副アクチュエータ6の何れか一方に異常が生じた場合にあっても、自動運転制御を行うことができる。
Further, the
副アクチュエータ6は、減速比を可変とする減速比可変機能を有し、主アクチュエータ5が異常状態である場合に、副アクチュエータの減速比を大きくすることができる。これにより、主アクチュエータ5が異常である場合に、減速比可変機構によって副アクチュエータ6の減速比を大きくすることで、副アクチュエータ6による操舵トルクを増大させ、主アクチュエータ5を用いずに、副アクチュエータ6による操舵トルクによって、転舵輪4を操舵することができる。このように、第2のアクチュエータにフェールセーフ機能を持たせることができる。
The
また、操舵装置2は、操舵力伝達経路における遊びやがたつきを考慮して、副アクチュエータ6によって操舵トルクを制御し、バックラッシの影響を回避する制御を行うため、バックラッシの影響を回避して操舵することができる。
Further, the
また、操舵装置2は、エアスプリング17の内圧を検出する内圧センサ37を備え、検出された内圧に基づいて、ピッチング状態を検出し、ピッチング状態である場合に、転舵輪4を左方向に操舵し、ピッチング状態における制御を実行する。このように、車両1の走行状態に対応した操舵を行うことで、操舵安定性の向上を図り、マニュアル運転においる運転支援を行うことができる。このピッチング状態における制御は、マニュアル運転時に特に有効である。
Further, the
また、操舵装置2は、車両1全体の制御を司るメインECU36に電気的に接続され、メインECU36からの信号に基づいて横滑り状態を検出し、横滑り状態である場合に、横滑り防止判定値を用い、制御角度を算出して転舵輪4を操舵し、横滑り状態における制御を実行する。このように、車両1の走行状態に対応した操舵を行うことで、操舵安定性の向上を図り、マニュアル運転においる運転支援を行うことができる。この横滑り状態における制御は、マニュアル運転時に特に有効である。
The
次に、本発明の第2実施形態に係る操舵装置について、図1、図12及び図13を参照しながら説明する。図12は、本発明の第2実施形態に係る副アクチュエータを示すものであり、通常制御時における歯車の噛み合い状態を示す断面図である。この第2実施形態の操舵装置42が第1実施形態の操舵装置2と違う点は、操舵ECU7からの制御信号に基づいて作動するマグネットスイッチ30を有する減速比可変機構を備えた副アクチュエータ6に代えて、電動モータ25の発熱を検出して作動する温度スイッチ43を有する減速比可変機構を備えた副アクチュエータ46を用いた点である。
Next, a steering apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 shows a sub-actuator according to the second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing a meshing state of gears during normal control. The difference between the steering device 42 of the second embodiment and the
副アクチュエータ46のモータシャフト26は、軸方向に移動可能な構成とされている。また、モータシャフト26の他方の端部には、モータシャフト26の径よりも大径とされた円盤状の押圧板44が設置されている。この押圧板44の外方には、コイルスプリング(弾性エネルギ貯蔵手段)45が配置され、モータシャフト26は、押圧板44を介して、ステアリングシャフト8側へ付勢されている。
The
また、副アクチュエータ46には、押圧板44のステアリングシャフト8側への移動を拘束する係止爪47が設けられている。モータシャフト26は、通常制御時において、係止爪47によって、押圧板44の移動が拘束されて、第1歯車27と第3歯車32とが噛み合うと共に、第2歯車28と第4歯車33とが噛み合わない位置に配置されている。
The sub-actuator 46 is provided with a locking
温度スイッチ43は、バイメタル等によって構成され、電動モータ25のハウジング外表面に設置されている。温度スイッチ43は、電動モータ25の温度を検出し、電動モータ25の温度が所定の基準以上となった場合に作動して、係止爪47を移動させ、コイルスプリング45に蓄えられた弾性エネルギを開放させて、モータシャフト26を軸方向に移動させるものである。なお、ここで言う「所定の基準」とは、主アクチュエータ5の異常を検知可能な温度である。主アクチュエータ5に異常が生じた場合には、副アクチュエータ46の負荷が増大して、電動モータ25の温度が上昇するため、この電動モータ25の温度を検知して、主アクチュエータ5の異常を検知することができる。
The
図13は、本発明の第2実施形態に係る副アクチュエータを示すものであり、主アクチュエータの異常時における歯車の噛み合い状態を示す断面図である。主アクチュエータ5が異常である場合には、温度スイッチ43が作動して、係止爪47による押圧板44の拘束が解除される。これにより、コイルバネ45が開放され、モータシャフト26は、ステアリングシャフト8側へ移動する。これにより、モータシャフト26は、第2歯車28と第4歯車33とが噛み合うと共に、第1歯車27と第3歯車32とが噛み合わない位置に配置される。この場合、電動モータ25において発生したトルクは、モータシャフト26から第2歯車28、第4歯車33に伝達される。これらの第2歯車28と第4歯車33との間において減速され、トルクが増大されて伝達される。出力軸31に伝達されたトルクは、ウォームギア34、ウォームホイール35を介してステアリングシャフト8に伝達される。
FIG. 13 shows a sub-actuator according to a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing a meshing state of gears when the main actuator is abnormal. When the
この第2実施形態に係る操舵装置42によれば、第1実施形態の操舵装置2と同様の効果を得ることができ、加えて、操舵ECU7からの信号によらず、主アクチュエータ5の異常を検知することができ、温度スイッチ43、コイルスプリング44を用いて機械的に減速比を変更することができる。このようにしても、副アクチュエータ46にフェールセーフ機能を持たせることができる。
According to the steering device 42 according to the second embodiment, the same effect as that of the
次に、本発明の第3実施形態に係る操舵装置について、図1及び図14を参照しながら説明する。図14は、本発明の第3実施形態に係る副アクチュエータを示す断面図である。この第3実施形態の操舵装置52が第1実施形態の操舵装置2と違う点は、操舵ECU7からの制御信号に基づいて作動するマグネットスイッチ30を有する減速比可変機構を備えた副アクチュエータ6に代えて、操舵トルクが増大した場合に係合する多板クラッチ(クラッチ手段)53を有する減速比可変機構を備えた副アクチュエータ56を用いた点である。
Next, a steering apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a sectional view showing a sub-actuator according to the third embodiment of the present invention. The difference between the steering device 52 of the third embodiment and the
この副アクチュエータ56は、電動モータ55とステアリングシャフト8との間の減速比を可変とする減速比可変機構を有している。電動モータ55のモータシャフト54は、軸周りに回転する第1歯車57及び第2歯車58を備えている。第2歯車58は、第1歯車57よりステアリングシャフト8側に配置され、第1歯車57より小さな歯車とされている。第2歯車58は、トルクリミッタ(例えば、2WAYクラッチ)59を介して、モータシャフト54に取り付けられている。
The sub-actuator 56 has a reduction ratio variable mechanism that makes the reduction ratio between the
また、モータシャフト54は、電動モータ55と第1歯車57との間に配置されたドッグクラッチ60と、第1歯車57と第2歯車58との間に配置された多板クラッチ53と、を備えている。また、モータシャフト54には、ステアリングシャフト8に設けられたウォームホイール35と噛み合うウォームギア34が形成されている。
The
ドッグクラッチ60は、電動モータ55による発生トルクが通常制御時より大きくなった場合に、スラスト力を発生させるものである。多板クラッチ53は、通常制御時において空回りするものであり、電動モータ55による発生トルクが通常制御時より大きくなった場合に、ドッグクラッチ60により発生したスラスト力によって、押圧力を発生させて結合するものである。
The
また、副アクチュエータ56は、モータシャフト54と平行に延在する伝達軸61を有している。この伝達軸61は、伝達軸61と共に回転する第3歯車62及び第4歯車63を備えている。第3歯車62は、第1歯車57と噛み合い、第4歯車63は、第2歯車58と噛み合う。
The sub-actuator 56 has a
次に、通常制御時の副アクチュエータ56における動力伝達経路について説明する。電動モータ55で発生したトルクは、ドッグクラッチ60を介して、第1歯車57、第3歯車62に伝達される。伝達されたトルクは、副アクチュエータ56によって操舵制御の精度を向上させるため、減少されて、伝達軸61を加速させる。このとき、多板クラッチ53は、空回りしている。伝達軸61に伝達されたトルクは、第4歯車63と第2歯車58との間で、等速、等トルクで伝達され、ウォームギア34、ウォームホイール35を介してステアリングシャフト8に伝達される。
Next, the power transmission path in the sub-actuator 56 during normal control will be described. Torque generated by the
副アクチュエータ56は、電動モータ55の発生トルクが増大したときに、副アクチュエータ56における動力伝達経路を変更して、通常制御時に比して減速比を増大させることができる。具体的には、主アクチュエータ5が異常である場合には、電動モータ55の負荷が増加し、電動モータ55によるトルクが増えるため、ドッグクラッチ60によってスラスト力を発生させて、多板クラッチ53を係合させる。このとき、トルクリミッタ59が作動し、第2歯車58は、モータシャフト54に対して空回り状態とされている。そして電動モータ55で発生したトルクは、ドッククラッチ60、多板クラッチ53、ウォームギア34、ウォームホイール35を介してステアリングシャフト8に伝達され、通常制御時より、トルクを増大させて、モータシャフト54を回転駆動することができる。
When the torque generated by the
この第3実施形態に係る操舵装置52によれば、第1実施形態の操舵装置2と同様の効果を得ることができ、加えて、操舵ECU7からの信号によらず、主アクチュエータ5の異常を検知することができ、多板クラッチ53、ドッククラッチ60を用いて、多板クラッチ53を介さない動力伝達経路Cから多板クラッチ53を介した動力伝達経路Dに切替えて、機械的に減速比を変更することができる。このようにしても、副アクチュエータ56にフェールセーフ機能を持たせることができる。
According to the steering device 52 according to the third embodiment, the same effect as that of the
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態において、主アクチュエータ5、副アクチュエータ6を、電動モータを有する構成としているが、その他の構成のアクチュエータであってもよく、要は、操舵力伝達経路に操舵トルクを付与できるものであればよい。
As mentioned above, although this invention was concretely demonstrated based on the embodiment, this invention is not limited to the said embodiment. In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、操舵装置を路線バス等の車両に適用しているが、例えば、観光バス、トラック、乗用車、産業車両等のその他の車両に操舵装置を適用してもよい。 In the above embodiment, the steering device is applied to a vehicle such as a route bus. However, the steering device may be applied to other vehicles such as a sightseeing bus, a truck, a passenger car, and an industrial vehicle.
また、上記実施形態では、操舵装置を、自動操舵運転及びマニュアル運転の両方が可能な車両に適用しているが、自動操舵運転又はマニュアル運転の一方のみが可能な車両に操舵装置を適用してもよい。 In the above embodiment, the steering device is applied to a vehicle capable of both automatic steering operation and manual driving. However, the steering device is applied to a vehicle capable of only automatic steering operation or manual driving. Also good.
また、上記実施形態では、主アクチュエータ5をフィードフォワード制御し、副アクチュエータ6をフィードバック制御しているが、主アクチュエータ5及び副アクチュエータ6を、フィードフォワード制御してもよく、主アクチュエータ5及び副アクチュエータ6を、フィードバック制御してもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、操舵制御に関する物理量を検出する物理量検出手段として、ステアリングシャフト8の回転角を検知して操舵角を検出する実舵角センサ18を採用し、この実舵角センサ18によって検出された操舵角に基づいて、副アクチュエータ6による操舵トルクを制御し、操舵力伝達経路におけるバックラッシをキャンセルしているが、例えば、物理量検出手段として、舵角センサ24を採用し、舵角センサ24によって検出された操舵角に基づいて、副アクチュエータ6による操舵トルクを制御しても良い。また、操舵制御に関するその他の物理量を検出する物理量検出手段を用いて、副アクチュエータ6による操舵トルクを制御しても良い。
In the above embodiment, the actual
また、上記実施形態では、車両の走行状態として、車両のピッチング状態、車両の横滑り状態を検出し、副アクチュエータ6によって、車両のピッチング状態、車両の横滑り状態に対応する操舵制御を実行しているが、例えば、車両の走行状態として、車体の傾き等を検出して、車体の傾きに対応する操舵制御を実行してもよく、車両のその他の走行状態を検出し、検出された走行状態に応じた操舵制御を実行してもよい。
In the above embodiment, the vehicle pitching state and the vehicle skid state are detected as the vehicle running state, and the
また、上記実施形態にあっては、副アクチュエータ6の減速比を大きくした場合に、車両1を減速制御することが好ましいが、必ずしも車両1を減速させる制御を行う必要はない。
In the above embodiment, when the reduction ratio of the
1…車両、2,42,52…操舵装置、3…操舵ハンドル、4…転舵輪、5…主アクチュエータ(第1のアクチュエータ)、6,46,56…副アクチュエータ(第2のアクチュエータ)、7…操舵ECU、8…ステアリングシャフト、9…パワーステアリングギアボックス、18…実舵角センサ(物理量検出手段)、19…ゴムカップリング(接続手段)、24…舵角センサ、36…メインECU(走行状態検出手段)、37…内圧センサ(走行状態検出手段)、45…コイルスプリング(弾性エネルギ貯蔵手段)、53…多板クラッチ(クラッチ手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記操舵力伝達経路において前記第1のアクチュエータより下流側に配置され、前記ステアリングシャフトに操舵トルクを付与する第2のアクチュエータと、
前記第1のアクチュエータと前記第2のアクチュエータとを遊びを有した状態で機械的に接続する接続手段とを備え、
前記第2のアクチュエータによる操舵トルクは、前記第1のアクチュエータによる操舵トルクよりも小さいことを特徴とする操舵装置。 A first actuator having a steering shaft coupled to a steering gear and provided in a steering force transmission path for transmitting a steering force to a steered wheel, and for applying a steering torque to the steering shaft;
A second actuator that is disposed downstream of the first actuator in the steering force transmission path and applies a steering torque to the steering shaft;
Connecting means for mechanically connecting the first actuator and the second actuator with play;
The steering apparatus according to claim 1, wherein a steering torque by the second actuator is smaller than a steering torque by the first actuator.
前記第2のアクチュエータによる制御角度は、前記接続手段の遊びの範囲内であることを特徴とする請求項1又は2記載の操舵装置。 A steering handle disposed upstream of the first actuator in the steering force transmission path;
The steering apparatus according to claim 1 or 2, wherein a control angle by the second actuator is within a range of play of the connecting means.
前記物理量検出手段によって検出された物理量に基づいて、前記第2のアクチュエータによる操舵トルクを制御し、前記操舵力伝達経路におけるバックラッシをキャンセルすることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の操舵装置。 The steering force transmission path includes a physical quantity detection means that is disposed closer to the steered wheel than the connection means and detects a physical quantity related to steering control,
The steering torque by the second actuator is controlled based on the physical quantity detected by the physical quantity detection means, and backlash in the steering force transmission path is canceled. The steering apparatus as described in.
前記走行状態検出手段によって検出された前記走行状態に基づいて、前記第2のアクチュエータによる操舵トルクを制御することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の操舵装置。 A running state detecting means for detecting the running state of the vehicle;
The steering apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a steering torque by the second actuator is controlled based on the traveling state detected by the traveling state detecting means.
前記減速比可変手段は、前記第1のアクチュエータが異常である場合に、前記第2のアクチュエータの減速比を大きくすることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の操舵装置。 A reduction ratio variable means capable of changing a reduction ratio of the second actuator;
The steering apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the reduction ratio variable means increases the reduction ratio of the second actuator when the first actuator is abnormal. .
前記第2のアクチュエータの温度が所定の基準以上となった場合に、前記弾性エネルギ貯蔵手段に蓄えられた弾性エネルギを開放して、前記第2のアクチュエータの減速比を大きくすることを特徴とする請求項7記載の操舵装置。 The speed reduction ratio variable means includes elastic energy storage means for storing elastic energy,
When the temperature of the second actuator becomes equal to or higher than a predetermined reference, the elastic energy stored in the elastic energy storage means is released to increase the reduction ratio of the second actuator. The steering apparatus according to claim 7.
前記クラッチ手段を介さない動力伝達経路から、前記クラッチ手段を介した動力伝達経路に切替えて、前記第2のアクチュエータの減速比を大きくすることを特徴とする請求項7記載の操舵装置。 The speed reduction ratio variable means includes a clutch means that engages when a steering torque by the second actuator increases,
8. The steering apparatus according to claim 7, wherein the reduction ratio of the second actuator is increased by switching from a power transmission path not via the clutch means to a power transmission path via the clutch means.
The steering apparatus according to any one of claims 7 to 9, wherein when the speed reduction ratio of the second actuator is increased, control for decelerating the vehicle is performed.
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