JP2000272531A

JP2000272531A - 車両用操舵制御装置

Info

Publication number: JP2000272531A
Application number: JP8226899A
Authority: JP
Inventors: Morihiro Matsuda; 守弘松田; Jiyunji Kawamuro; 巡児河室; Takahiro Koshiro; 隆博小城; Masahiko Shinto; 雅彦新堂; Yoshito Nishikawa; 義人西川
Original assignee: Asmo Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Asmo Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2000-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】伝達比可変機構の機構本体部と制御部との間は
スパイラルケーブルによって配線しており、伝達比の可
変動作を制限するロック機構を搭載すると、その分、配
線数が増加してしまう。【解決手段】ロック機構の駆動コイル１４２とモータ１
１０の回転位置検出用のホールＩＣ１３１とを、同一の
電源配線に対して並列接続する。故障時にはホールＩＣ
１３１への通電は不要であり、通電停止時にロック機構
がロック状態となるので、双方の機能を損なわずに、双
方を好適に作動させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵ハンドルの操
舵角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を変化させる伝達
比可変機構を備えた車両用操舵制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角
との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車
両用操舵制御装置の一例が、例えば特開平１１−１１７
６号に開示されている。この操舵制御装置は、伝達比を
変化させる駆動源となる駆動モータ、減速機に加え、伝
達比可変機構の故障時に駆動モータをロックするロック
装置を、伝達比可変機構の機構本体部に搭載している。
そして、この機構本体部が車体に対して可動部となるた
め、この機構本体部と、機構本体部の動作制御を行う制
御部との間の電気的接続には、スパイラルケーブルが用
いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このロック機構には、
駆動モータと同様、バッテリからの１２Ｖ電圧が供給さ
れるが、バッテリからの出力電圧は、およそ１０Ｖ〜１
４Ｖの範囲で変動するため、ロック及びその解除動作に
影響を及ぼすおそれがある。また、このロック機構に
は、イグニションスイッチがＯＮの状態で常時１２Ｖ程
度の電圧が印可されており、通電に伴う発熱が大とな
る。さらに、電気配線にスパイラルケーブルが用いられ
ているため、ケーブルの搭載スペースを抑える観点か
ら、配線数は少ない方が望ましい。

【０００４】本発明はこのような課題を解決すべくなさ
れたものであり、その目的は、機構本体部にロック機構
を搭載した場合にも、ロック機構部での発熱を抑え、配
線数を増加させることなく、伝達比可変機構のロック機
構を安定して動作させることができる車両用操舵制御装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる車両用
操舵制御装置は、操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵
角との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた
車両用操舵制御装置であって、操舵ハンドルと転舵輪と
を連結する操舵伝達系に設けられ、電動機を搭載した伝
達比可変機構の機構本体部と、機構本体部の駆動制御を
行う制御部とを備え、この機構本体部は、電動機の回転
位置を検出する回転位置検出手段と、通電の停止により
伝達比の可変動作を制限するロック手段とを備えてお
り、制御部と機構本体部との間に配線された同一の電源
配線に対し、回転位置検出手段とロック手段とを並列に
接続したことを特徴とする。

【０００６】通常、このような伝達比の可変制御を行う
場合、機構本体部に搭載した電動機の回転制御を行って
おり、このため機構本体部には、電動機の回転位置を検
出する回転位置検出手段を搭載している。そして、制御
部と機構本体部との間には、回転位置検出手段に対し電
源を供給するための電源配線が施されており、この電源
配線に対し、回転位置検出手段とロック手段とを並列に
接続する。

【０００７】伝達比可変機構の故障時には、伝達比の可
変制御を中止するため、回転位置検出手段による位置検
出が不要となる。また、ロック手段は、通電の停止によ
り伝達比の可変動作を制限する機構であるため、伝達比
可変機構の故障時に通電が停止する電源配線を共用した
場合にも、回転位置検出手段とロック手段の双方の機能
を損なわずに、双方への電源供給が可能となる。また、
ロック手段を回転位置検出手段と同様に低負荷で動作さ
せることになり、これによりロック手段での発熱量が抑
制される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
添付図面を参照して説明する。図１に伝達比可変機構を
備えた操舵制御装置の構成を概略的に示す。操舵ハンド
ル１０と転舵輪ＦＷ１、ＦＷ２とを連結する操舵伝達系
には、操舵ハンドル１０の操舵角と転舵輪ＦＷ１、ＦＷ
２の転舵角との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構
の機構本体部１００が設けられており、機構本体部１０
０を介して、入力軸２０と出力軸４０とが連結されてい
る。そして、入力軸２０には操舵ハンドル１０が連結さ
れ、出力軸４０は、ラックアンドピニオン式のギヤ装置
５０を介してラック軸５１に連結されており、ラック軸
５１の両側には車輪ＦＷ１、ＦＷ２が連結されている。

【０００９】図２に、伝達比可変機構の機構本体部１０
０を示す。機構本体部１００は、筒形状のハウジング１
０１を有しており、ハウジング１０１の筒面内側にステ
ータ１１１を固定し、さらにその内側には、中空シャフ
ト１１３と一体化したロータ１１２を配置しており、こ
れらステータ１１１とロータ１１２によってモータ１１
０を構成している。

【００１０】中空シャフト１１３は、波動歯車減速機１
２０を構成する楕円カム１２１と一体化しており、モー
タ１１０によって楕円カム１２１を回転駆動すること
で、可動フランジ１２２がハウジング１０１に対して相
対的に回転する構造となっている。この可動フランジ１
２２に対して入力軸２０を固定し、ハウジング１０１に
対して出力軸４０を固定しているため、モータ１１０を
回転させることで、入力軸２０と出力軸４０とは相対的
に回転することになる。この作用によって入力軸２０−
出力軸４０間の回転量の伝達比が変化する機構となって
おり、モータ１１０の回転を制御することで伝達比の可
変制御が実施される。

【００１１】また、図３に示すように、中空シャフト１
１３の外周部には、Ｎ極、Ｓ極を交互に配したリング状
のマグネット１３０を固定し、相対する位置には、ハウ
ジングに対して固定したホールＩＣ１３１を配し（図
３）、ホールＩＣ１３１によって磁極変化を検出するこ
とで、モータ１１０の回転量を検出している。

【００１２】さらに、機構本体部１００には、伝達比可
変機構に故障が発生した場合に、ロータ１１２とステー
タ１１１との相対回転を禁止して、伝達比の可変動作を
制限するロック機構を備えている。図４に示すように、
このロック機構は、円弧状に湾曲したロックアーム１４
０と、周囲に凹凸部を形成したロックホルダ１１４とを
備えており、ロックアーム１４０はハウジング１０１側
に固定した支持軸１４１を中心に傾動し、ロックホルダ
１１４は中空シャフト１１３の端部において、中空シャ
フト１１３と一体的に形成している。このロックアーム
１４０には凸部１４０ａを設けており、ロックホルダ１
１４の凹部内に、ロックアーム１４０の凸部１４０ａを
係止させることで、ロータ１１２とステータ１１１との
相対回転が禁止されるロック状態となる。

【００１３】このロックアーム１４０の駆動機構は次の
ようになっている。ロックアーム１４０の先端部には駆
動コイル１４２を設けており、この駆動コイル１４２と
相対するハウジング１０１側にマグネット１４３を固定
している。また、図示は省略したが、ロックアーム１４
０の支持軸１４１には、コイルスプリングが設けられて
おり、ロックアーム１４０がロックホルダ１１４側に傾
動するように常時押圧している。そして、駆動コイル１
４２に電流が流れることで、駆動コイル１４２とマグネ
ット１４３との間に電磁力による反発力が発生し、コイ
ルスプリングの押圧力に抗して、ロックアーム１４０が
ロックホルダ１１４から離間する方向に傾動しロックが
解除される。また、駆動コイル１４２への通電が停止さ
れると反発力が消滅するため、コイルスプリングの押圧
力により、ロックアーム１４０が傾動して、図４に示す
ようなロック状態に復帰する。

【００１４】このように構成する機構本体部１００の動
作制御は、操舵制御装置２００において実施され、機構
本体部１００が車体に対して可動部となるため、機構本
体部１００と操舵制御装置２００との間の電気的接続に
は、スパイラルケーブル３００が用いられている。

【００１５】操舵制御装置２００と機構本体部１００と
の電気的な接続関係を図５に示す。操舵制御装置２００
は、ＣＰＵ（中央処理装置）２１０、ＲＯＭ（リードオ
ンリメモリ）２２０、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）２３０、入力インターフェース２４０、出力インタ
ーフェース２５０、ＡＣ１２Ｖを供給するモータ駆動回
路２６０、ＤＣ５Ｖを供給する電源供給回路２７０の
他、接地電位が与えられるＧＮＤポート２８０を備えて
いる。

【００１６】一方、機構本体部１００に搭載されたモー
タ１１０は例えば三相ブラシレスモータであり、Ｕ
（相）、Ｖ（相）、Ｗ（相）に対応した３つの電源供給
ポートを備え、モータ駆動回路２６０との間に３本の配
線が施されている。機構本体部１００に接地電位を与え
るＧＮＤポート２８０は、操舵制御装置２００のＧＮＤ
ポート２８０と接続されている。電源供給回路２７０か
ら機構本体部１００側へは、１本の配線が施されてお
り、この配線に対し、駆動コイル１４２及びホールＩＣ
１３１が機構本体部１００内において並列に接続されて
いる。また、ホールＩＣ１３１は３カ所に設けており、
検出結果を操舵制御装置２００に与えるため、各ホール
ＩＣ１３１と入力インターフェース２４０との間に３本
の配線が施されている。そして、これらの各配線がスパ
イラルケーブル３００として構成され、図２におけるケ
ース３１０内に収容されている。なお、入力インターフ
ェース２４０には、この他、車輪速センサ６０、入力角
センサ２１、出力角センサ４１の各検出結果が与えられ
る。

【００１７】ここで、電源供給回路２７０から配線され
る１本の電源配線に対し、駆動コイル１４２及びホール
ＩＣ１３１を機構本体部１００内において並列接続する
作用について説明する。

【００１８】車両の始動時にイグニションスイッチ１を
ＯＮ操作すると、バッテリからの電源２が操舵制御装置
２００へ供給される。これにより各制御が開始され、電
源供給回路２７０からはＤＣ５Ｖが出力される。電源が
供給されると、駆動コイル１４２に電流が流れ、前述し
た作用によりロックアーム１４０が傾動してロック機構
が解除される。また同時に、ホールＩＣ１３１が作動
し、モータ１１０の回転量検出が開始される。

【００１９】これに対し、入力インターフェース２４０
を介して得られる検出結果より、ＣＰＵ２１０におい
て、伝達比可変機構に故障が発生したと判断されると、
ＣＰＵ２１０の制御の下、電源供給回路２７０からの電
源供給が停止される。これにより、ホールＩＣ１３１へ
の電源供給が停止されるが、伝達比可変機構に故障が発
生した場合には、伝達比の可変制御を中止するため、ホ
ールＩＣ１３１によるモータ１１０の回転量の検出は不
要となる。また同時に、駆動コイル１４２への通電が停
止されるため、コイルスプリングの作用によりロックア
ーム１４０が傾動して図４に示す位置に復帰し、ロック
状態となる。

【００２０】このようにロック機構とホールＩＣとの双
方の機構を損なうことなく、電源配線を共用することが
可能となる。これにより、配線数の増加を抑制でき、ま
た１２Ｖ電源を供給した場合に比べて供給電圧が低くま
た電圧の変動幅が抑制されるため、駆動コイル１４２で
の発熱量を抑え、かつ駆動コイル１４２の動作をより安
定させることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる車
両用操舵制御装置によれば、制御部と機構本体部との間
に配線された同一の電源配線に対し、通電停止により伝
達比の可変動作を制限するロック手段と回転位置検出手
段とを並列に接続する構成を採用した。これにより、伝
達比可変機構の故障時には、回転位置検出手段による位
置検出が不要となり、電源配線を共用して故障発生時に
通電を停止する構成とした場合にも、回転位置検出手段
とロック手段の双方の機能を損なわずに、双方を好適に
作動させることが可能となり、配線数の増加を抑制する
ことができる。また、ロック手段を回転位置検出手段と
同様に低負荷で動作させることになり、ロック手段での
発熱量を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】操舵制御装置の構成を示すブロック図である。

【図２】伝達比可変機構の機構本体部を示す縦断面図で
ある。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】機構本体部と操舵制御装置との電気的な構成・
接続関係を示すブロック図である。

【符号の説明】

１００…機構本体部、１１４…ロックホルダ（ロック手
段）、１３１…ホールＩＣ（回転位置検出手段）、１４
０…ロックアーム（ロック手段）、２００…操舵制御装
置（制御部）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河室巡児愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者小城隆博愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者新堂雅彦愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者西川義人静岡県湖西市梅田390番地アスモ株式会社内Ｆターム(参考） 3D032 CC32 DA03 DA16 DA23 DA24 DA66 DE09 EB30 EC21 EC31 GG01 3D033 CA02 CA05 CA13 CA20 CA31 JB19 MA00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角
との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車
両用操舵制御装置であって、操舵ハンドルと転舵輪とを連結する操舵伝達系に設けら
れ、電動機を搭載した前記伝達比可変機構の機構本体部
と、前記機構本体部の駆動制御を行う制御部とを備え、前記機構本体部は、前記電動機の回転位置を検出する回
転位置検出手段と、通電の停止により、伝達比の可変動
作を制限するロック手段とを備えており、前記制御部と
前記機構本体部との間に配線された同一の電源配線に対
し、前記回転位置検出手段とロック手段とを並列に接続
したことを特徴とする車両用操舵制御装置。