JP2002264828A - ステアリング装置 - Google Patents
ステアリング装置Info
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- JP2002264828A JP2002264828A JP2001060253A JP2001060253A JP2002264828A JP 2002264828 A JP2002264828 A JP 2002264828A JP 2001060253 A JP2001060253 A JP 2001060253A JP 2001060253 A JP2001060253 A JP 2001060253A JP 2002264828 A JP2002264828 A JP 2002264828A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/008—Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
Abstract
(57)【要約】
【課題】電動アクチュエータとしてステッピングモータ
を用いることなく、車両の走行状態に応じて操舵量に対
する舵角の比率を正確に変更可能なステアリング装置を
提供する。 【解決手段】操舵に応じた入力シャフト２の回転は回転
伝達機構３０を介して出力シャフト１１に伝達され、出
力シャフト１１からステアリングギアにより車輪に舵角
が変化するように伝達される。入力シャフト２への入力
量の検出用入力センサ４２、出力シャフト１１の出力量
の検出用出力センサ４３、および走行状態を表す変量の
検出用走行状態センサの各検出値に基づいて、制御装置
が回転伝達機構３０の構成要素３２の駆動用電動アクチ
ュエータ３９を車両の走行状態を表す変量に応じて制御
することで、その入力シャフト２から出力シャフト１１
への回転伝達比を走行状態を表す変量に応じて変更す
る。
を用いることなく、車両の走行状態に応じて操舵量に対
する舵角の比率を正確に変更可能なステアリング装置を
提供する。 【解決手段】操舵に応じた入力シャフト２の回転は回転
伝達機構３０を介して出力シャフト１１に伝達され、出
力シャフト１１からステアリングギアにより車輪に舵角
が変化するように伝達される。入力シャフト２への入力
量の検出用入力センサ４２、出力シャフト１１の出力量
の検出用出力センサ４３、および走行状態を表す変量の
検出用走行状態センサの各検出値に基づいて、制御装置
が回転伝達機構３０の構成要素３２の駆動用電動アクチ
ュエータ３９を車両の走行状態を表す変量に応じて制御
することで、その入力シャフト２から出力シャフト１１
への回転伝達比を走行状態を表す変量に応じて変更す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、操舵量に対する舵
角の比率を車速や操舵量等の車両の走行状態に応じて変
更可能なステアリング装置に関する。
角の比率を車速や操舵量等の車両の走行状態に応じて変
更可能なステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭６３−１７１８０号公報に開示さ
れたステアリング装置は、操舵に応じた入力シャフトの
回転を出力シャフトに遊星ギア機構を介して伝達し、そ
の出力シャフトの回転をステアリングギアにより車輪に
舵角が変化するように伝達する。その遊星ギア機構は、
入力シャフトに取り付けられたサンギアに噛み合う遊星
ギアを保持するキャリアと、その遊星ギアに噛み合うリ
ングギアとを有し、そのキャリアに出力シャフトが取り
付けられている。その入力シャフトへの入力回転角を検
出するセンサと、車速を検出するセンサと、そのリング
ギヤを回転駆動するモータと、そのモータを検出された
入力回転角と車速とに応じて制御する制御装置とが設け
られている。そのモータの制御により、操舵量に対する
舵角の比率を車速に応じて変更している。
れたステアリング装置は、操舵に応じた入力シャフトの
回転を出力シャフトに遊星ギア機構を介して伝達し、そ
の出力シャフトの回転をステアリングギアにより車輪に
舵角が変化するように伝達する。その遊星ギア機構は、
入力シャフトに取り付けられたサンギアに噛み合う遊星
ギアを保持するキャリアと、その遊星ギアに噛み合うリ
ングギアとを有し、そのキャリアに出力シャフトが取り
付けられている。その入力シャフトへの入力回転角を検
出するセンサと、車速を検出するセンサと、そのリング
ギヤを回転駆動するモータと、そのモータを検出された
入力回転角と車速とに応じて制御する制御装置とが設け
られている。そのモータの制御により、操舵量に対する
舵角の比率を車速に応じて変更している。
【０００３】従来、そのモータの目標制御量は、検出さ
れた入力回転角と車速とに基づいて定められ、出力シャ
フトの回転角とは無関係にモータを制御する開ループ制
御が行われていた。そのため、そのモータとしてステッ
ピングモータが用いられていた。
れた入力回転角と車速とに基づいて定められ、出力シャ
フトの回転角とは無関係にモータを制御する開ループ制
御が行われていた。そのため、そのモータとしてステッ
ピングモータが用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】据え切り操舵を行うよ
うな場合、ステッピングモータでは充分なトルクを得ら
れないおそれがあり、さらに脱調を起こすこともある。
そこで、ステッピングモータに代え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直流モータ等を用い
ることが考えられるが、上記のような開ループ制御では
適正な制御を行うことができない。
うな場合、ステッピングモータでは充分なトルクを得ら
れないおそれがあり、さらに脱調を起こすこともある。
そこで、ステッピングモータに代え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直流モータ等を用い
ることが考えられるが、上記のような開ループ制御では
適正な制御を行うことができない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、操舵に応じた
入力シャフトの回転を出力シャフトに回転伝達機構を介
して伝達し、その出力シャフトの回転をステアリングギ
アにより車輪に舵角が変化するように伝達し、その回転
伝達機構の構成要素の駆動用電動アクチュエータを制御
装置により車両の走行状態を表す変量に応じて制御する
ステアリング装置において、その入力シャフトへの入力
量の検出用入力センサと、その出力シャフトの出力量の
検出用出力センサと、その走行状態を表す変量の検出用
走行状態センサとを備え、前記制御装置は、その入力シ
ャフトから出力シャフトへの回転伝達比が走行状態変量
に応じて変化するように、その入力センサ、出力セン
サ、および走行状態センサの検出値に基づいて前記電動
アクチュエータを閉ループ制御することを特徴とする。
本発明によれば、回転伝達機構の構成要素の駆動用電動
アクチュエータを閉ループ制御するので、そのモータと
してステッピングモータを用いる必要がない。
入力シャフトの回転を出力シャフトに回転伝達機構を介
して伝達し、その出力シャフトの回転をステアリングギ
アにより車輪に舵角が変化するように伝達し、その回転
伝達機構の構成要素の駆動用電動アクチュエータを制御
装置により車両の走行状態を表す変量に応じて制御する
ステアリング装置において、その入力シャフトへの入力
量の検出用入力センサと、その出力シャフトの出力量の
検出用出力センサと、その走行状態を表す変量の検出用
走行状態センサとを備え、前記制御装置は、その入力シ
ャフトから出力シャフトへの回転伝達比が走行状態変量
に応じて変化するように、その入力センサ、出力セン
サ、および走行状態センサの検出値に基づいて前記電動
アクチュエータを閉ループ制御することを特徴とする。
本発明によれば、回転伝達機構の構成要素の駆動用電動
アクチュエータを閉ループ制御するので、そのモータと
してステッピングモータを用いる必要がない。
【０００６】その入力センサにより、その入力シャフト
の回転角が検出され、その出力センサにより、その出力
シャフトの回転角が検出され、その走行状態を表す変量
として車速および操舵量の中の少なくとも一方が検出さ
れ、その回転伝達機構は、サンギアとリングギアとに噛
み合う遊星ギアをキャリアにより保持する遊星ギア機構
により構成され、そのサンギアとリングギアとキャリア
の中の何れかである第１遊星ギア要素が前記入力シャフ
トに連結され、そのサンギアとリングギアとキャリアの
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
遊星ギア要素が前記出力シャフトに連結され、そのサン
ギアとリングギア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遊星ギア要素が前記電動アクチュエ
ータにより回転駆動され、その制御装置により、その入
力シャフトへの入力量と、走行状態を表す変量と、出力
シャフトの目標制御量との間の第１の関係が記憶され、
その記憶した第１の関係と、入力センサの検出値と、走
行状態センサの検出値とに基づき、その出力シャフトの
目標制御量が演算され、その出力シャフトの目標制御量
と出力シャフトの出力量との偏差と、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、その演算した出力シャフトの目
標制御量と、出力センサ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、その演算した
目標制御量に基づき前記電動アクチュエータが制御され
るのが好ましい。その入力シャフトへの入力量は操舵量
に対応し、出力シャフトの出力量は舵角に対応すること
から、その入力シャフトへの入力量と出力シャフトの出
力量とを直接に検出し、その検出量に応じて電動アクチ
ュエータの目標制御量を求めることで、操舵量に対する
舵角の比率を変更するための制御を正確に行うことがで
きる。
の回転角が検出され、その出力センサにより、その出力
シャフトの回転角が検出され、その走行状態を表す変量
として車速および操舵量の中の少なくとも一方が検出さ
れ、その回転伝達機構は、サンギアとリングギアとに噛
み合う遊星ギアをキャリアにより保持する遊星ギア機構
により構成され、そのサンギアとリングギアとキャリア
の中の何れかである第１遊星ギア要素が前記入力シャフ
トに連結され、そのサンギアとリングギアとキャリアの
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
遊星ギア要素が前記出力シャフトに連結され、そのサン
ギアとリングギア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遊星ギア要素が前記電動アクチュエ
ータにより回転駆動され、その制御装置により、その入
力シャフトへの入力量と、走行状態を表す変量と、出力
シャフトの目標制御量との間の第１の関係が記憶され、
その記憶した第１の関係と、入力センサの検出値と、走
行状態センサの検出値とに基づき、その出力シャフトの
目標制御量が演算され、その出力シャフトの目標制御量
と出力シャフトの出力量との偏差と、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、その演算した出力シャフトの目
標制御量と、出力センサ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、その演算した
目標制御量に基づき前記電動アクチュエータが制御され
るのが好ましい。その入力シャフトへの入力量は操舵量
に対応し、出力シャフトの出力量は舵角に対応すること
から、その入力シャフトへの入力量と出力シャフトの出
力量とを直接に検出し、その検出量に応じて電動アクチ
ュエータの目標制御量を求めることで、操舵量に対する
舵角の比率を変更するための制御を正確に行うことがで
きる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１に示す車両のステアリング装置
１は、ステアリングホイール（図示省略）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。
施形態を説明する。図１に示す車両のステアリング装置
１は、ステアリングホイール（図示省略）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。
【０００８】その入力シャフト２の操舵に応じた回転
は、遊星ギア機構（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、例えばラック
ピニオン式ステアリングギアやボールスクリュー式ステ
アリングギア等のステアリングギアにより舵角が変化す
るように車輪に伝達される。そのステアリングギアは公
知のものを用いることができる。これにより、操舵に応
じた入力シャフト２の回転は遊星ギア機構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
回転はステアリングギアにより車輪に舵角が変化するよ
うに伝達される。
は、遊星ギア機構（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、例えばラック
ピニオン式ステアリングギアやボールスクリュー式ステ
アリングギア等のステアリングギアにより舵角が変化す
るように車輪に伝達される。そのステアリングギアは公
知のものを用いることができる。これにより、操舵に応
じた入力シャフト２の回転は遊星ギア機構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
回転はステアリングギアにより車輪に舵角が変化するよ
うに伝達される。
【０００９】その遊星ギア機構３０は、サンギア３１と
リングギア３２とに噛み合う遊星ギア３３をキャリア３
４により保持する。そのサンギア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。そのリングギア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、その遊星ギア機構３０の構成要素であ
るリングギア３２はモータ３９により回転駆動される。
リングギア３２とに噛み合う遊星ギア３３をキャリア３
４により保持する。そのサンギア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。そのリングギア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、その遊星ギア機構３０の構成要素であ
るリングギア３２はモータ３９により回転駆動される。
【００１０】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、その入力シャ
フト２から出力シャフト１１への回転伝達比が変更され
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。すなわち図２に示すように、そのモータ３
９は車両の制御装置４０に接続され、その制御装置４０
に車速センサ（走行状態センサ）４１が接続されてい
る。また、その制御装置４０に、入力シャフト２への入
力量として入力シャフト２の回転角を検出する舵角セン
サ（入力センサ）４２と、出力シャフト１１の出力量と
して出力シャフト１１の回転角を検出する回転角センサ
（出力センサ）４３とが接続されている。その制御装置
４０は、その遊星ギア機構３０による入力シャフト２か
ら出力シャフト１１への回転伝達比が車速に応じて変化
するように、各センサ４１、４２、４３からの検出値に
づいて、そのモータ３９を制御する。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
ギア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とし、高速になる程にリングギア３
２の回転角速度を低下させて遊星ギア機構３０を減速ギ
ア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。
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、その入力シャ
フト２から出力シャフト１１への回転伝達比が変更され
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。すなわち図２に示すように、そのモータ３
９は車両の制御装置４０に接続され、その制御装置４０
に車速センサ（走行状態センサ）４１が接続されてい
る。また、その制御装置４０に、入力シャフト２への入
力量として入力シャフト２の回転角を検出する舵角セン
サ（入力センサ）４２と、出力シャフト１１の出力量と
して出力シャフト１１の回転角を検出する回転角センサ
（出力センサ）４３とが接続されている。その制御装置
４０は、その遊星ギア機構３０による入力シャフト２か
ら出力シャフト１１への回転伝達比が車速に応じて変化
するように、各センサ４１、４２、４３からの検出値に
づいて、そのモータ３９を制御する。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
ギア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とし、高速になる程にリングギア３
２の回転角速度を低下させて遊星ギア機構３０を減速ギ
ア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。
【００１１】そのモータ３９を車速に代えて、あるいは
車速と共に、操舵量に応じて制御するようにしてもよ
い。その操舵量として舵角センサ４２により検出される
入力シャフト２の回転角を用いることができる。例え
ば、入力シャフト２の回転角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。
車速と共に、操舵量に応じて制御するようにしてもよ
い。その操舵量として舵角センサ４２により検出される
入力シャフト２の回転角を用いることができる。例え
ば、入力シャフト２の回転角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。
【００１２】図３は、ステアリング装置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の目標制御量である目標回転角、ｉ* はモ
ータ３９の目標駆動電流、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。
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の目標制御量である目標回転角、ｉ* はモ
ータ３９の目標駆動電流、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。
【００１３】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４
０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と、検出車速Ｖとに基づき出力シ
ャフト１１の目標回転角θｏ* を演算する。
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４
０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と、検出車速Ｖとに基づき出力シ
ャフト１１の目標回転角θｏ* を演算する。
【００１４】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。
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。
【００１５】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* と検
出回転角θｏとの偏差（θｏ* −θｏ）とに基づき、モ
ータ３９の目標駆動電流ｉ* 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。
と、演算した出力シャフト１１の目標回転角θｏ* と検
出回転角θｏとの偏差（θｏ* −θｏ）とに基づき、モ
ータ３９の目標駆動電流ｉ* 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。
【００１６】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４
１、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）。次に、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）。次
に、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を制御する（ステッ
プ５）。次に、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６）、終了しない場合はステップ１に戻る。
装置４０による制御手順を説明する。まず、各センサ４
１、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）。次に、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）。次
に、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を制御する（ステッ
プ５）。次に、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６）、終了しない場合はステップ１に戻る。
【００１７】上記構成によれば、遊星ギア機構３０のリ
ングギア３２を駆動するモータ３９を閉ループ制御する
ので、そのモータ３９としてステッピングモータを用い
る必要がない。また、入力シャフト２への入力量は操舵
量に対応し、出力シャフト１１の出力量は舵角に対応す
ることから、その入力シャフト２への入力量と出力シャ
フトの出力量１１とをセンサ４２、４３により直接に検
出し、その検出量に応じてモータ３９の目標駆動電流ｉ
* を求めることで、操舵量に対する舵角の比率を変更す
るための制御を正確に行うことができる。
ングギア３２を駆動するモータ３９を閉ループ制御する
ので、そのモータ３９としてステッピングモータを用い
る必要がない。また、入力シャフト２への入力量は操舵
量に対応し、出力シャフト１１の出力量は舵角に対応す
ることから、その入力シャフト２への入力量と出力シャ
フトの出力量１１とをセンサ４２、４３により直接に検
出し、その検出量に応じてモータ３９の目標駆動電流ｉ
* を求めることで、操舵量に対する舵角の比率を変更す
るための制御を正確に行うことができる。
【００１８】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、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θｉ* の関係や、伝達関数Ｇは上記
実施形態に限定されず、入力シャフト２から出力シャフ
ト１１への回転伝達比を変更するために電動アクチュエ
ータにより車速および操舵量等の走行状態に応じて制御
できれば、制御システムの構成は特に限定されない。ま
た、入力シャフト２に遊星ギア機構３０のリングギア３
２あるいはキャリア３４を連結し、出力シャフト１１に
連結される遊星ギア機構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ア３１あるいはリングギア
３２とし、モータ３９により駆動される遊星ギア機構３
０の構成要素を入出力シャフト２、１１に連結されてい
ないサンギア３１あるいはキャリア３４としてもよい。
すなわち、サンギア３１、リングギア３２、キャリア３
４の各遊星ギア要素の中の何れかを入力シャフト２に連
結し、各遊星ギア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
ア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により回転駆動すればよい。さらに、遊星ギ
ア機構３０以外の回転伝達機構、例えば遊星コーン式回
転伝達機構を介して入力シャフト２から出力シャフト１
１に回転を伝達するステアリング装置にも本発明を適用
できる。
えば、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θｉ* の関係や、伝達関数Ｇは上記
実施形態に限定されず、入力シャフト２から出力シャフ
ト１１への回転伝達比を変更するために電動アクチュエ
ータにより車速および操舵量等の走行状態に応じて制御
できれば、制御システムの構成は特に限定されない。ま
た、入力シャフト２に遊星ギア機構３０のリングギア３
２あるいはキャリア３４を連結し、出力シャフト１１に
連結される遊星ギア機構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ア３１あるいはリングギア
３２とし、モータ３９により駆動される遊星ギア機構３
０の構成要素を入出力シャフト２、１１に連結されてい
ないサンギア３１あるいはキャリア３４としてもよい。
すなわち、サンギア３１、リングギア３２、キャリア３
４の各遊星ギア要素の中の何れかを入力シャフト２に連
結し、各遊星ギア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
ア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により回転駆動すればよい。さらに、遊星ギ
ア機構３０以外の回転伝達機構、例えば遊星コーン式回
転伝達機構を介して入力シャフト２から出力シャフト１
１に回転を伝達するステアリング装置にも本発明を適用
できる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、電動アクチュエータと
してステッピングモータを用いることなく、車両の走行
状態に応じて操舵量に対する舵角の比率を変更するの
で、トルク不足や脱調を生じることがない。また、出力
シャフトの出力量を直接に検出して電動アクチュエータ
を閉ループ制御するので、閉ループ制御のためにモータ
回転角を検出してフィードバックすることによりモータ
出力を目標値とするようなサーボモータを用いる必要が
ない。すなわち、サーボモータでは目標出力を回転伝達
機構により出力シャフトに伝達する間に目標出力を再現
できなくなるおそれがあるが、本発明によれば出力シャ
フトの出力量を直接に検出して目標値になるように電動
アクチュエータを閉ループ制御するので、操舵量に対す
る舵角の比率を変更するための制御を精度良く行うこと
ができる。
してステッピングモータを用いることなく、車両の走行
状態に応じて操舵量に対する舵角の比率を変更するの
で、トルク不足や脱調を生じることがない。また、出力
シャフトの出力量を直接に検出して電動アクチュエータ
を閉ループ制御するので、閉ループ制御のためにモータ
回転角を検出してフィードバックすることによりモータ
出力を目標値とするようなサーボモータを用いる必要が
ない。すなわち、サーボモータでは目標出力を回転伝達
機構により出力シャフトに伝達する間に目標出力を再現
できなくなるおそれがあるが、本発明によれば出力シャ
フトの出力量を直接に検出して目標値になるように電動
アクチュエータを閉ループ制御するので、操舵量に対す
る舵角の比率を変更するための制御を精度良く行うこと
ができる。
【図１】本発明の実施形態のステアリング装置の縦断面
図
図
【図２】本発明の実施形態のステアリング装置の制御構
成の説明図
成の説明図
【図３】本発明の実施形態のステアリング装置における
制御系のブロック線図
制御系のブロック線図
【図４】本発明の実施形態のステアリング装置の制御系
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
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】本発明の実施形態のステアリング装置における
制御手順を示すフローチャート
制御手順を示すフローチャート
２ 入力シャフト １１ 出力シャフト ３０ 遊星ギア機構 ３１ サンギア ３２ リングギア ３４ キャリア 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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 113:00 Ｂ６２Ｄ 113:00 (72)発明者 西崎 勝利 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 葉山 良平 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 高松 孝修 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 有馬 雅規 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3D032 CC08 DA03 DA23 DD17 EB05 EC22 EC31 GG01 3D033 JB19
Claims (2)
- 【請求項１】操舵に応じた入力シャフトの回転を出力シ
ャフトに回転伝達機構を介して伝達し、その出力シャフ
トの回転をステアリングギアにより車輪に舵角が変化す
るように伝達し、その回転伝達機構の構成要素の駆動用
電動アクチュエータを制御装置により車両の走行状態を
表す変量に応じて制御するステアリング装置において、
その入力シャフトへの入力量の検出用入力センサと、そ
の出力シャフトの出力量の検出用出力センサと、その走
行状態を表す変量の検出用走行状態センサとを備え、前
記制御装置は、その入力シャフトから出力シャフトへの
回転伝達比が走行状態変量に応じて変化するように、そ
の入力センサ、出力センサ、および走行状態センサの検
出値に基づいて前記電動アクチュエータを閉ループ制御
することを特徴とするステアリング装置。 - 【請求項２】その入力センサにより、その入力シャフト
の回転角が検出され、その出力センサにより、その出力
シャフトの回転角が検出され、その走行状態を表す変量
として車速および操舵量の中の少なくとも一方が検出さ
れ、その回転伝達機構は、サンギアとリングギアとに噛
み合う遊星ギアをキャリアにより保持する遊星ギア機構
により構成され、そのサンギアとリングギアとキャリア
の中の何れかである第１遊星ギア要素が前記入力シャフ
トに連結され、そのサンギアとリングギアとキャリアの
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
遊星ギア要素が前記出力シャフトに連結され、そのサン
ギアとリングギア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遊星ギア要素が前記電動アクチュエ
ータにより回転駆動され、その制御装置により、その入
力シャフトへの入力量と、走行状態を表す変量と、出力
シャフトの目標制御量との間の第１の関係が記憶され、
その記憶した第１の関係と、入力センサの検出値と、走
行状態センサの検出値とに基づき、その出力シャフトの
目標制御量が演算され、その出力シャフトの目標制御量
と出力シャフトの出力量との偏差と、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、その演算した出力シャフトの目
標制御量と、出力センサ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、その演算した
目標制御量に基づき前記電動アクチュエータが制御され
る請求項１に記載のステアリング装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001060253A JP2002264828A (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | ステアリング装置 |
| US10/079,796 US6516916B2 (en) | 2001-03-05 | 2002-02-20 | Steering device |
| DE60200386T DE60200386T2 (de) | 2001-03-05 | 2002-02-21 | Lenkvorrichtung mit variablem Lenkwinkel |
| EP02003911A EP1238889B1 (en) | 2001-03-05 | 2002-02-21 | Variable ratio steering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001060253A JP2002264828A (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | ステアリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002264828A true JP2002264828A (ja) | 2002-09-18 |
Family
ID=18919701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001060253A Pending JP2002264828A (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | ステアリング装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6516916B2 (ja) |
| EP (1) | EP1238889B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002264828A (ja) |
| DE (1) | DE60200386T2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030226711A1 (en) * | 2002-06-06 | 2003-12-11 | Ratko Menjak | Integrated differential steering actuator |
| US7548807B2 (en) * | 2002-07-05 | 2009-06-16 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Method for steering a vehicle with superimposed steering |
| US20060131089A1 (en) * | 2004-12-22 | 2006-06-22 | Samuel Lin | Device used for limiting the speed of an electric cart while the cart is turning |
| US7331562B2 (en) * | 2005-11-07 | 2008-02-19 | Varco I/P, Inc. | Blowout preventer with breech assembly |
| JP4894388B2 (ja) * | 2006-07-21 | 2012-03-14 | 日産自動車株式会社 | 操舵機構制御装置及び自動車 |
| CN104260778A (zh) * | 2014-09-19 | 2015-01-07 | 中国嘉陵工业股份有限公司（集团） | 一种差速转向控制装置的执行机构 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4658927A (en) * | 1984-11-19 | 1987-04-21 | Mazda Motor Corporation | Steering system for vehicle |
| US4739855A (en) | 1985-07-22 | 1988-04-26 | Mazda Motor Corporation | Vehicle steering system having a steering ratio changing mechanism |
| JPS6317180A (ja) | 1986-06-04 | 1988-01-25 | Koyo Seiko Co Ltd | ギヤ比可変のパワ−ステアリング装置 |
| JPH0725307B2 (ja) * | 1987-09-25 | 1995-03-22 | 本田技研工業株式会社 | 前輪転舵角の制御方法 |
| FR2622857B1 (fr) * | 1987-11-10 | 1990-03-09 | Renault | Mecanisme de direction a demultiplication variable asservi a la vitesse du vehicule |
| JP2809847B2 (ja) * | 1990-09-06 | 1998-10-15 | 本田技研工業株式会社 | 可変舵角比操舵装置 |
| DE4031316C2 (de) | 1990-10-04 | 2001-11-22 | Bosch Gmbh Robert | Motorbetriebenes Servolenksystem |
| JPH0656048A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-03-01 | Honda Motor Co Ltd | 可変舵角比操舵装置 |
| DE4304664C2 (de) * | 1993-02-16 | 2000-04-06 | Daimler Chrysler Ag | Steuervorrichtung, insbesondere Lenkung für Kraftfahrzeuge |
| JP3305222B2 (ja) * | 1997-01-10 | 2002-07-22 | トヨタ自動車株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| JPH11171034A (ja) * | 1997-12-10 | 1999-06-29 | Toyota Motor Corp | 車両用操舵装置 |
-
2001
- 2001-03-05 JP JP2001060253A patent/JP2002264828A/ja active Pending
-
2002
- 2002-02-20 US US10/079,796 patent/US6516916B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-21 DE DE60200386T patent/DE60200386T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-21 EP EP02003911A patent/EP1238889B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1238889A2 (en) | 2002-09-11 |
| US6516916B2 (en) | 2003-02-11 |
| EP1238889A3 (en) | 2002-09-25 |
| DE60200386D1 (de) | 2004-05-27 |
| US20020121400A1 (en) | 2002-09-05 |
| EP1238889B1 (en) | 2004-04-21 |
| DE60200386T2 (de) | 2004-09-09 |
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