JP2005035350A - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】共通の運動系に設けられた複数個のアクチュエータ装置としてのモータEおよびFを出力特性に関して互いに異ならせるとともに、それらモータに一緒に電力を、それらモータ間における出力特性の関係に応じた比率で供給する。その比率は、各モータの回転トルクの各値につき、各モータへの供給電力がそれらモータのうち電力効率が高いものにおいて低いものにおけるより大きくなるように決定する。
【選択図】 図8
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気的に作動する複数個のアクチュエータ装置を用いて車両を電気的に操舵するための車両用操舵装置に関し、特に、それら複数個のアクチュエータ装置による総合的な消費電力を低減させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気的に作動する複数個のアクチュエータ装置を用いて車両を電気的に操舵するための車両用操舵装置が既に知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
この種の車両用操舵装置は、一般に、(a)車両において車輪を転舵するために運動させられる運動系と、(b)その運動系に作動力を付与するために電気的に作動させられる複数個のアクチュエータ装置と、(c)それら複数個のアクチュエータ装置を制御する制御装置とを含むように構成される。
【0004】
ここに、運動系の一例は、1個の回転部材または1個の直線変位部材であり、別の例は、複数個の回転部材の連結体、複数個の直線変位部材の連結体、または少なくとも1個の回転部材と少なくとも1個の直線変位部材との連結体である。
【0005】
また、アクチュエータ装置の一例は、回転式のアクチュエータ装置の一例であるモータ装置である。アクチュエータ装置の別の例は、直線式である。
【0006】
そして、特許文献1には、共通の運動系に主操舵アクチュエータと副操舵アクチュエータとを設けるとともに、それらアクチュエータがいずれも正常である場合には、それらアクチュエータを一緒に駆動する技術が開示されている。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−145098号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、共通の運動系に複数個のアクチュエータ装置を設けるとともに、それらアクチュエータ装置を電気的特性に関して互いに異ならせる技術を案出した。
【0009】
本発明者らは、この案出技術についてさらに研究を行い、その結果、次のような知見を得た。すなわち、それらアクチュエータ装置がいずれも正常である場合に、それらアクチュエータ装置に一緒に同じ電力を供給するのではなく、それらアクチュエータ装置間における電気的特性の違いに応じた電力を各アクチュエータ装置に供給すれば、それらアクチュエータ装置による総合的な消費電力を低減させることが可能であるという知見を得たのである。
【0010】
本発明は、この知見に基づき、電気的に作動する複数個のアクチュエータ装置を用いて車両を電気的に操舵するための車両用操舵装置において、それらアクチュエータ装置による総合的な消費電力を低減させることを課題としてなされたものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明によって下記の各態様が得られる。各態様は、項に区分し、各項には番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本明細書に記載の技術的特徴のいくつかおよびそれらの組み合わせのいくつかの理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴やそれらの組み合わせが以下の態様に限定されると解釈されるべきではない。さらに、各項を他の項の番号を引用する形式で記載することが必ずしも、各項に記載の技術的特徴を他の項に記載の技術的特徴から分離させて独立させることを妨げることを意味するわけではなく、各項に記載の技術的特徴をその性質に応じて適宜独立させることが可能であると解釈されるべきである。
(1) 車両を電気的に操舵するための車両用操舵装置であって、
前記車両において車輪を転舵するために運動させられる運動系と、
その運動系に作動力を付与するために電気的に作動させられる複数個のアクチュエータ装置であって、電気的特性に関して互いに異なるものと、
それら複数個のアクチュエータ装置に一緒に電力を、それら複数個のアクチュエータ装置間における電気的特性の関係に応じた比率で供給することにより、それら複数個のアクチュエータ装置を制御する制御装置と
を含む車両用操舵装置。
【0012】
この装置においては、共通の運動系に設けられた複数個のアクチュエータ装置が、電気的特性に関して互いに異ならせられるとともに、それらアクチュエータ装置に一緒に電力が、それらアクチュエータ装置間における電気的特性の関係に応じた比率で供給される。
【0013】
したがって、この装置によれば、各アクチュエータ装置の使用比率すなわち負担比率を電気的特性の違いに適合させることが可能となり、例えば、それらアクチュエータ装置による消費電力を低減させることが容易となる。
【0014】
本項における「電気的特性」は、例えば、各アクチュエータ装置に供給される供給電力と、その供給電力に応じてそのアクチュエータ装置が出力する仕事率との関係を表す出力特性を意味するように定義したり、各アクチュエータ装置がそれの出力軸を作動させるメカニズム(駆動方式)を意味するように定義したり、各アクチュエータ装置の定格電力を意味するように解釈することが可能である。
【0015】
ここに、運動系の一例は、1個の回転部材または1個の直線変位部材であり、別の例は、複数個の回転部材の連結体、複数個の直線変位部材の連結体、または少なくとも1個の回転部材と少なくとも1個の直線変位部材との連結体である。
【0016】
また、アクチュエータ装置の一例は、回転式であり、別の例は、直線式である。
(2) 前記複数個のアクチュエータ装置が、それらが一緒に故障しない限り、少なくとも1個のアクチュエータ装置による前記運動系の運動が確保されるように、同じ運動系に関して冗長的に設けられている(1)項に記載の車両用操舵装置。
【0017】
この装置によれば、運動系を作動させるアクチュエータ装置に冗長性が与えられることにより、複数個のアクチュエータ装置が一緒に故障しない限り、運動系の運動が確保される。その結果、当該装置のフォールト・トレランスが向上し、ひいては信頼性が向上する。
【0018】
さらに、この装置においては、共通の運動系に設けられる複数個のアクチュエータ装置が電気的特性に関して互いに異なるものとされるため、互いに共通とされる場合より、それらアクチュエータ装置が偶然に一緒に故障する確率が低下することが予想される。
【0019】
したがって、この装置によれば、消費電力の低減と信頼性の向上とを一緒に享受することが容易となる。
(3) 前記運動系が、1個の運動部材によって構成される(1)または(2)項に記載の車両用操舵装置。
【0020】
この装置においては、1個の運動部材に複数個のアクチュエータ装置が設けられる。
(4) 前記運動系が、複数個の運動部材が互いに連結されて構成される(1)または(2)項に記載の車両用操舵装置。
【0021】
この装置においては、複数個のアクチュエータ装置が、例えば、互いに連結された複数個の運動部材のうちの1個の運動部材に共通に設けられ、あるいは、互いに異なる複数個の運動部材に個々に設けられる。
(5) 前記電気的特性が、各アクチュエータ装置に関し、それの出力軸の運動状態量と電力効率との関係を表す出力特性を含む(1)ないし(4)項のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【0022】
この装置によれば、各アクチュエータ装置の電力効率との関係において各アクチュエータ装置への供給電力を適正化することが可能となる。
【0023】
本項および下記の各項における「運動状態量」は、例えば、出力軸が回転する場合には、回転数(または回転速度、回転角速度)とトルクとの少なくとも一方として定義することが可能であり、これに対し、出力軸が直線変位する場合には、速度と力との少なくとも一方として定義することが可能である。
(6) 前記比率が、前記運動状態量の各値につき、各アクチュエータ装置への供給電力が前記複数個のアクチュエータ装置のうち前記電力効率が高いものにおいて低いものにおけるより大きくなるように決定される(5)項に記載の車両用操舵装置。
【0024】
この装置によれば、複数個のアクチュエータ装置のうち電力効率が高いものの負担が、低いものの負担より大きくされることにより、それらアクチュエータ装置全体としての電力効率が向上し、その結果、それらアクチュエータ装置による消費電力が低減される。
(7) 前記複数個のアクチュエータ装置が、(a)出力軸を有するモータと、(b)その出力軸に連結された入力軸と、前記運動系に連結された出力軸とを有し、入力軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速装置とを含む減速装置付きアクチュエータ装置を含み、かつ、その減速装置付きアクチュエータ装置の電気的特性が、前記減速装置の出力軸の運動状態量と前記減速装置付きアクチュエータ装置の電力効率との関係を表す出力特性を含む(1)ないし(6)項のいずれかに記載の車両用操舵装置。
(8) 前記制御装置が、前記比率を、前記複数個のアクチュエータ装置間における電気的特性の関係に基づいて決定する手段を含む(1)ないし(7)項のいずれかに記載の車両用操舵装置。
(9) 前記制御装置が、前記比率を、前記複数個のアクチュエータ装置の目標運動状態量に基づいて変化させる手段を含む(1)ないし(8)項のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【0025】
この装置によれば、各アクチュエータ装置間の使用比率が、各アクチュエータ装置の目標運動状態量の各値との関係において適正化され、その結果、目標運動状態量の変化域全体において、各アクチュエータ装置間の使用比率を適正化することが容易となる。
(10) さらに、
運転者によって操作される操作部と、
前記車輪を転舵するために作動させられる作動部と
を含み、かつ、少なくともその作動部に異常がない限り、それら操作部と作動部とが互いに機械的には絶縁され、電気的には接続されるステア・バイ・ワイヤ式であり、かつ、
前記操作部が、運転者の操作に対する擬似的な操作反力を電気的に発生させる操作反力発生部を含み、
前記運動系が、前記操作部と作動部との少なくとも一方に配置される(1)ないし(9)項のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【0026】
この装置によれば、当該装置のうちの操作部と作動部との少なくとも一方において、それに設けられた複数個のアクチュエータ装置による総合的な消費電力を低減させることが容易となる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【0028】
図1および図2には、本発明の第1実施形態に従う車両用操舵装置が断面図で系統的に表されている。この操舵装置は、左右の前輪10,10(図2参照)と左右の後輪(図示しない)とを備えた車両において、転舵車輪である左右の前輪10,10をステア・バイ・ワイヤ方式によって電気的に転舵する。
【0029】
図1に示すように、この車両は、左右の前輪10,10を転舵するために運転者によって回転操作されるステアリングホイール14を備えている。一方、操舵装置は、図1に示す操作制御部20と、図2に示す転舵制御部22とを含むように構成されている。
【0030】
操作制御部20は、図1に示すように、ステアリングホイール14に同軸に接続されたステアリング軸30を有している。一方、転舵制御部22は、図2に示すように、車両において左右方向に延びてそれの長さ方向に移動させられるラックバー32を有しており、このラックバー32によって左右の前輪10,10が転舵される。
【0031】
この操舵装置においては、それが正常である限り、ステアリングホイール14と転舵制御部22とが互いに機械的に絶縁される。そのため、従来からのマニュアル方式の操舵装置と同等の操作フィーリングを再現すべく、操作制御部20が、ステアリングホイール14に操作反力を擬似的に付与する。
【0032】
具体的には、操作制御部20においては、図1に示すように、第1および第2のステアリング軸モータ(以下、単に「モータEおよびF」という。)と、それらの回転力をステアリング軸30に伝達する伝達機構40とが設けられている。各モータE,Fは、図示しないが、ロータとステータとを含むように構成される。この構成は、下記の他のモータについても共通する。
【0033】
図8の(a)には、モータEの出力特性が、それが出力するトルクと電力効率との関係としてグラフで表されており、同図の(b)には、モータFの出力特性が、同様に、それが出力するトルクと電力効率との関係としてグラフで表されている。それらグラフから明らかなように、それらモータEおよびFは、同じトルク値に対応する電力効率に関して互いに異なっている。
【0034】
図1に示すように、伝達機構40は、各モータE,Fの回転速度を減速させてステアリング軸30に伝達する。この伝達機構40は、本実施形態においては、ステアリング軸30と共に回転するフェースギヤ42に2個のピニオン44,46がかみ合わされた食い違い歯車対として構成されている。
【0035】
一方のピニオン44とフェースギヤ42とは互いに共同して第1の減速機を構成し、他方のピニオン46とフェースギヤ42とは互いに共同して第2の減速機を構成している。本実施形態においては、第1の減速機の方が第2の減速機より減速比が大きくなるように設計されている。具体的には、ピニオン44の方がピニオン46より小径とされている。
【0036】
一方のピニオン44は、モータEの出力軸47と同軸に固定され、他方のピニオン46は、モータFの出力軸48と同軸に固定されている。各出力軸47,48は、モータE,Fのうち対応するもののロータと同軸に固定されている。
【0037】
なお付言すれば、同じステアリング軸30に関してステアリング軸モータが2個用いられているのは、この操舵装置の各構成要素の冗長性を高めてフォールト・トレランスを向上させるためである。この種の冗長設計は、本実施形態において他の箇所にも見られる。
【0038】
これに対し、転舵制御部22においては、図2に示すように、ハウジング50内において、ラックバー32に形成されたラック52にピニオン54がかみ合わされている。すなわち、この操舵装置は、ラック・アンド・ピニオン方式を採用しているのである。ピニオン54から延びるピニオン軸56はラックバー32に対して交差している。
【0039】
ラックバー32に直線運動を付与するために、転舵制御部22は、第1および第2のラック軸モータ(以下、単に「モータAおよびB」という。)と、それらの回転運動をラックバー32の直線運動に変換する運動変換機構としてのボールねじ60とを備えている。
【0040】
図6の(a)には、モータAの出力特性が、それが出力する回転数およびトルクTと電力効率μとの関係としてグラフで表されており、同図の(b)には、モータBの出力特性が、同様に、それが出力する回転数およびトルクTと電力効率μとの関係としてグラフで表されている。それらグラフから明らかなように、それらモータAおよびBは、同じ回転数に対応するトルクTおよび電力効率μに関して互いに共通している。
【0041】
図2に示すように、ボールねじ60は、めねじ62とおねじ64とが螺合されて構成されている。
【0042】
めねじ62は、回転可能かつ軸方向移動不能に支持される。このめねじ62は、図示しない複数個のベアリングを介してハウジング50に支持されている。このめねじ62は、モータAおよびBに共通のロータ62として機能し、その結果、このめねじ62はそれらモータAおよびBによって回転させられる。
【0043】
これに対し、おねじ64は、回転不能かつ軸方向移動可能に支持される。このおねじ64は、めねじ62の回転に伴って直線変位させられ、これにより、ラックバー32をそれの長さ方向に変位させる。このおねじ64をラック軸とも称する。
【0044】
モータAおよびBは、同じロータ62に共通に、すなわち、冗長的に設けられており、ロータ62の駆動についても冗長設計が行われているのである。
【0045】
転舵制御部22においては、さらに、図2に示すように、ピニオン軸56にピニオン軸モータ(以下、単に「モータC」という。)の回転力が付与されるようになっている。本実施形態においては、モータCの回転力が、減速機能を有する伝達機構70を介してピニオン軸56に伝達されるようになっている。伝達機構70は、本実施形態においては、ピニオン軸56と共に回転するフェースギヤ72にピニオン74がかみ合わされた食い違い歯車対として構成されている。そのピニオン74は、モータCの出力軸76に同軸に連結されている。
【0046】
図6の(c)には、モータCの出力特性が、それが出力する回転数およびトルクTと電力効率μとの関係としてグラフで表されている。このグラフと、同図の(a)および(b)グラフとの関係から明らかなように、モータCは、同じ回転数に対応するトルクTおよび電力効率μに関してモータAおよびBとは異なっている。
【0047】
モータCは、ラックバー32を作動させるために使用される点で、モータAおよびBと共通している。したがって、本実施形態においては、ラックバー32の駆動のためにモータAないしCが冗長的に設けられ、それにより、ラックバー32の駆動についても冗長設計が行われているのである。
【0048】
さらに、この操舵装置は、転舵制御部22の電気系統が万一故障した場合には、運転者がステアリングホイール14を操作することによって左右の前輪10,10を機械的に転舵することを可能にするために、バックアップ制御部80を備えている。
【0049】
バックアップ制御部80は、図1に示すように、ステアリング軸30に係合したプーリ82と、図2に示すように、ピニオン軸56に係合したプーリ84とを備えている。本実施形態においては、いずれのプーリ82,84も、ステアリング軸30とピニオン軸56とのうち対応するものに同軸に固定されている。それら2個のプーリ82,84にはワイヤが巻き掛けられている。
【0050】
ただし、ステアリング軸30とピニオン軸56との間、具体的には、上記ワイヤの途中に図示しないクラッチが設けられており、このクラッチにより、常には、それら2者が機械的に互いに絶縁されているが、操舵装置の異常時には、それら2者が機械的に互いに連携させられる。
【0051】
図1に示すように、操作制御部20においては、モータEおよびFにそれぞれ、各モータにおけるロータ(図示しない)の回転角すなわちピニオン44,46の回転角を相対角として検出する相対角センサ(以下、単に「センサEおよびF」という。)が設けられている。操作制御部20は、さらに、ステアリングホイール14に関連し、それの回転角である操舵角を絶対角として検出する絶対角センサ(以下、単に「センサG」という。)を備えている。
【0052】
図2に示すように、転舵制御部22においては、モータAおよびBにそれぞれ、それらに共通のロータ62の回転角すなわちめねじ62の回転角を相対角として検出する相対角センサ(以下、単に「センサAおよびB」という。)が設けられている。さらに、モータCには、それのロータ(図示しない)の回転角、すなわち、ピニオン74の回転角を相対角として検出する相対角センサ(以下、単に「センサC」という。)が設けられている。
【0053】
さらに、転舵制御部22においては、ピニオン軸56に関連し、それの回転角を絶対角として検出する絶対角センサ(以下、単に「センサD」という。)が設けられている。このセンサDは、ピニオン軸56の絶対回転角を利用して最終的に車輪の転舵量を検出するために利用される。
【0054】
以上説明した相対角センサA,B,C,EおよびFはいずれも、図示しないが、対応するモータにおけるロータと共に回転する回転体(例えば、レゾルバ・ロータ)と固定体(例えば、レゾルバ・ステータ)とを含むように構成される。
【0055】
図3に示すように、この操舵装置においては、上述の複数のセンサと複数のモータとがそれぞれ電子制御ユニット(以下、単に「ECU(Electronic Control Unit)」という。)90に接続されている。このECU90は、コンピュータ92を主体として構成されている。コンピュータ92は、よく知られているように、CPU94とROM96とRAM98とがバス100によって相互に接続されて構成されている。
【0056】
図3に示すように、ROM96には、基本制御プログラム、転舵角制御プログラムおよび操作反力制御プログラムを始めとした各種プログラムが予め記憶されている。
【0057】
基本制御プログラムは、ステア・バイ・ワイヤ方式で左右の前輪10,10を転舵するためにCPU94により実行される。この基本制御プログラムは、基本的には、前述の複数個のセンサによる検出値に基づいて前述の複数個のモータのうち該当するものを制御するためにCPU94により実行される。
【0058】
図4には、この基本制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。この基本制御プログラムは、車両の電源が投入されている間、繰返し実行される。各回の実行時には、まず、ステップS1(以下、単に「S1」で表す。他のステップについても同じとする。)において、前述の複数個のセンサにより回転角が検出される。次に、S2において、前記転舵角制御プログラムが実行されることにより、左右の前輪10,10の転舵角がステア・バイ・ワイヤ方式で制御される。その後、S3において、前記操作反力制御プログラムが実行されることにより、ステアリングホイール14を介して運転者に付与される操作反力が制御される。
【0059】
以上で、この基本制御プログラムの一回の実行が終了する。
【0060】
図5には、上記転舵角制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。この転舵角制御プログラムにおいては、概略的に説明すれば、転舵角を制御可能なモータAないしCのうち正常である各モータへの目標供給電力が予め定められた決定規則に従って決定される。
【0061】
具体的には、モータAないしCがすべて正常である場合(ケースA)には、各モータへの供給電力が、目標回転数に応じ、かつ、図6の(d)にグラフで概念的に表される使用比率特性に従って決定される。
【0062】
図6にグラフで表すように、モータAおよびBは、低い回転数のもと、モータCより高い電力効率μを有するのに対し、モータCは、中程度の回転数のもと、モータAおよびBより高い電力効率μを有するように設計されている。さらに、高い回転数のもとにおいては、モータAないしCが互いに同程度の電力効率μを有するように設計されている。
【0063】
このような出力特性の違いに基づき、本実施形態においては、各モータA,B,Cの目標回転数に応じて各モータA,B,Cへの供給電力が決定される。ここに、各モータA,B,Cの目標回転数は、モータAとBとについては互いに共通するように決定されるが、モータCについては、減速比の違いにより、モータAおよびBとは異なるように決定される。
【0064】
具体的には、図6の(d)にグラフで表すように、各モータA,B,Cの目標回転数が低い領域においては、モータAおよびBの総合使用比率が、モータCの使用比率より高くなるように、各モータA,B,Cへの供給電力が決定される。さらに、それらモータAおよびBの個別使用比率が互いに等しくなるように各モータA,Bへの供給電力が決定される。
【0065】
なお付言するに、「使用比率」という用語は、各モータA,B,Cへの供給電力の、それらモータAないしC間における比率を直接に意味する用語として使用したり、各モータA,B,Cの負担の、それらモータAないしC間における比率を意味する用語として使用することが可能である。
【0066】
これに対し、各モータA,B,Cの目標回転数が中程度である領域においては、モータCの使用比率がモータAおよびBの総合使用比率より高くなるように、各モータA,B,Cへの供給電力が決定される。さらに、それらモータAおよびBの個別使用比率が互いに等しくなるように各モータA,Bへの供給電力が決定される。
【0067】
また、各モータA,B,Cの目標回転数が高い領域においては、各モータA,B,Cの使用比率が互いに等しくなるように各モータA,B,Cへの供給電力が決定される。
【0068】
以上、それらモータAないしCがいずれも正常である場合(ケースA)を説明したが、それらのうちの2個のみが正常である場合(ケースB)には、モータAないしCがいずれも正常である場合に準じて、各モータへの供給電力が決定される。
【0069】
それらモータAないしCのうちの2個のみが正常である場合(ケースB)は、モータAおよびBが正常である場合(ケースB−1)と、モータAおよびCまたはBおよびCが正常である場合(ケースB−2)とに分けられる。
【0070】
ケースB−1の場合には、各モータA,Bの目標回転数の如何を問わず、同じ電力がモータAおよびBにそれぞれ供給される。これに対し、ケースB−2の場合には、図6のいくつかのグラフのうち該当する2個のグラフ間の関係に基づき、対応する2個のモータへの各供給電力が、それらモータによる総合消費電力が最小になるように決定される。
【0071】
一方、モータAないしCのうちの1個のみが正常である場合(ケースC)には、その1個のモータに、それの目標回転数を実現するのに必要な電力が供給される。
【0072】
また、モータAないしCのいずれも正常ではない場合(ケースD)には、前記クラッチを断絶状態から接続状態に切り換えるための信号がそのクラッチに出力され、それにより、左右の前輪10,10がマニュアルで転舵される。
【0073】
以上、この転舵角制御プログラムが概略的に説明したが、次に、図5を参照して具体的に説明する。
【0074】
この転舵角制御プログラムにおいては、まず、S11において、モータAが正常であるか否かが判定され、正常であれば、S12において、モータBが正常であるか否かが判定される。モータBも正常であれば、S13の判定がYESとなり、今回は、ケースAに分類される。これに対し、モータCは正常ではないと仮定すれば、S13の判定がNOとなり、今回は、ケースB−1に分類される。
【0075】
モータAは正常であるが、モータBは正常ではない場合には、S14において、モータCが正常であるか否かが判定される。正常であれば、今回は、ケースB−2に分類されるが、正常でなければ、今回は、ケースCに分類される。
【0076】
モータAが正常ではない場合には、S15において、モータBが正常であるか否かが判定される。正常であれば、S16において、モータCが正常であるか否かが判定される。モータCも正常であれば、今回は、ケースB−2に分類されるが、モータCは正常でなければ、今回は、ケースCに分類される。
【0077】
モータAもモータBも正常ではない場合には、S17において、モータCが正常であるか否かが判定される。正常であれば、今回は、ケースCに分類され、正常でなければ、今回は、ケースDに分類される。
【0078】
いずれの場合にも、その後、S18において、モータAないしCのうち正常である各モータの目標回転数が決定される。この決定は、例えば、図4におけるS1の実行結果に基づいて行われる。
【0079】
続いて、S19において、正常である各モータの目標供給電力が、上記決定された目標回転数のもと、前述の決定規則に従って決定される。その後、S20において、正常である各モータに電力が、その決定された目標供給電力の大きさで供給され、それにより、正常である各モータが作動させられる。
【0080】
以上で、この転舵角制御プログラムの一回の実行が終了する。
【0081】
図7には、前記操作反力制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。この操作反力制御プログラムにおいては、操作反力を制御可能なモータEおよびFが、前記転舵角制御プログラムに準じて制御される。
【0082】
具体的には、まず、S31において、モータEが正常であるか否かが判定される。正常であれば、S32において、モータFが正常であるか否かが判定され、正常であれば、今回は、ケースAに分類される。これに対し、モータFが正常でなければ、ケースCに分類される。
【0083】
モータEが正常ではない場合には、S33において、モータFが正常であるか否かが判定される。正常であれば、今回は、ケースCに分類され、正常でなければ、今回は、ケースDに分類される。
【0084】
いずれの場合にも、その後、S34において、モータEおよびFのうち正常である各モータの目標トルクが決定される。この決定は、例えば、図4におけるS1の実行結果に基づいて行われる。
【0085】
続いて、S35において、正常である各モータの目標供給電力が、上記決定された目標トルクのもと、前述の決定規則に準じた決定規則に従って決定される。
【0086】
ケースAに分類された場合に目標供給電力を決定するための決定規則が、図8の(c)にグラフで表されている。
【0087】
具体的には、各モータE,Fの目標トルクが小さい領域においては、モータEおよびFの各使用比率が互いに等しくなるように各モータE,Fへの供給電力が決定される。
【0088】
これに対し、各モータE,Fの目標トルクが中程度である領域においては、中トルク重視型のモータFの使用比率がモータEの使用比率より高くなるように各モータE,Fへの供給電力が決定される。
【0089】
また、各モータE,Fの目標トルクが大きい領域においては、高トルク重視型のモータEの使用比率がモータFの使用比率より高くなるように各モータA,B,Cへの供給電力が決定される。
【0090】
その後、図7のS36において、正常である各モータに電力が、その決定された目標供給電力の大きさで供給され、それにより、正常である各モータが作動させられる。
【0091】
以上で、この操作反力制御プログラムの一回の実行が終了する。
【0092】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ステアリング軸30が前記(1)項における「運動系」の一例を構成し、この例においては、モータEおよびFが同項における「複数個のアクチュエータ装置」の一例を構成しているのである。
【0093】
また、ピニオン軸56とラックバー32とロータ62との連結体が前記(1)項における「運動系」の別の例を構成し、この例においては、モータAないしCが同項における「複数個のアクチュエータ装置」の一例を構成しているのである。
【0094】
さらに、本実施形態においては、操作制御部20が前記(10)項における「操作部」の一例を構成し、転舵制御部22が同項における「作動部」の一例を構成し、モータEおよびFと伝達機構40とが互いに共同して同項における「操作反力発生部」の一例を構成しているのである。
【0095】
さらに、本実施形態においては、コンピュータ92のうち図5におけるS18ないしS20を実行する部分と、図7におけるS34ないしS36を実行する部分とがそれぞれ、前記(1)項における「制御装置」の一例を構成しているのである。
【0096】
次に、本発明の第2実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第1実施形態と転舵制御部22のハードウエア構成が異なるのみで、他の点については共通するため、共通する要素については同一の名称または符号を使用して引用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【0097】
第1実施形態においては、ピニオン軸56を経て最終的にラックバー32に力を付与するために、モータCがピニオン軸56に伝達機構70を介して係合させられているが、本実施形態においては、図9に示すように、ロータ62を経て最終的にラックバー32に力を付与するために、モータCがロータ62に伝達機構150を介して係合させられている。
【0098】
その伝達機構150は、ロータ62の回転軸線と交差するクロス軸152を備えており、このクロス軸152にモータCが連結されている。そのクロス軸152は、本実施形態においては、ロータ62と斜めに交差させられている。また、伝達機構150は、本実施形態においては、食い違い歯車対の一例である傘歯車対により構成されている。傘歯車対は、ロータ62と一体的に回転する第1傘歯車156と、クロス軸152と一体的に回転する第2傘歯車158とがかみ合って構成されている。
【0099】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、クロス軸152とロータ62との連結体が前記(1)項における「運動系」の一例を構成し、この例においては、モータAないしCが同項における「複数個のアクチュエータ装置」の一例を構成しているのである。
【0100】
以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、前記[課題を解決するための手段]の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に従う車両用操舵装置のうちの操作制御部20を概念的に表す部分正面断面図である。
【図2】上記車両用操舵装置のうちの転舵制御部22を概念的に表す部分正面断面図である。
【図3】上記車両用操舵装置の電気系統を概念的に表すブロック図である。
【図4】図3における基本制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【図5】図3における転舵角制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【図6】図5の転舵角制御プログラムの実行内容を説明するためのグラフである。
【図7】図3における操作反力制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【図8】図7の操作反力制御プログラムの実行内容を説明するためのグラフである。
【図9】本発明の第2実施形態に従う車両用操舵装置のうちの転舵制御部22を示す部分正面断面図である。
【符号の説明】
10 前輪
14 ステアリングホイール
20 操作制御部
22 転舵制御部
30 ステアリング軸
32 ラックバー
62 ロータ
90 ECU
A,B,C,E,F モータ
Claims (5)
- 車両を電気的に操舵するための車両用操舵装置であって、
前記車両において車輪を転舵するために運動させられる運動系と、
その運動系に作動力を付与するために電気的に作動させられる複数個のアクチュエータ装置であって、電気的特性に関して互いに異なるものと、
それら複数個のアクチュエータ装置に一緒に電力を、それら複数個のアクチュエータ装置間における電気的特性の関係に応じた比率で供給することにより、それら複数個のアクチュエータ装置を制御する制御装置と
を含む車両用操舵装置。 - 前記複数個のアクチュエータ装置が、それらが一緒に故障しない限り、少なくとも1個のアクチュエータ装置による前記運動系の運動が確保されるように、同じ運動系に関して冗長的に設けられている請求項1に記載の車両用操舵装置。
- 前記電気的特性が、各アクチュエータ装置に関し、それの出力軸の運動状態量と電力効率との関係を表す出力特性を含む請求項1または2に記載の車両用操舵装置。
- 前記比率が、前記運動状態量の各値につき、各アクチュエータ装置への供給電力が前記複数個のアクチュエータ装置のうち前記電力効率が高いものにおいて低いものにおけるより大きくなるように決定される請求項3に記載の車両用操舵装置。
- さらに、
運転者によって操作される操作部と、
前記車輪を転舵するために作動させられる作動部と
を含み、かつ、少なくともその作動部に異常がない限り、それら操作部と作動部とが互いに機械的には絶縁され、電気的には接続されるステア・バイ・ワイヤ式であり、かつ、
前記操作部が、運転者の操作に対する擬似的な操作反力を電気的に発生させる操作反力発生部を含み、
前記運動系が、前記操作部と作動部との少なくとも一方に配置される請求項1ないし4のいずれかに記載の車両用操舵装置。
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WO2008044596A1 (fr) * | 2006-10-06 | 2008-04-17 | Shiseido Company, Ltd. | Dispositif et procédé permettant d'évaluer un effet protecteur contre un rayonnement ultraviolet |
JP2018535632A (ja) * | 2015-10-12 | 2018-11-29 | ホワイロット エスアエス | 軸方向磁束電磁モータと、モータのステータへの並列冗長電源供給を備えた、自動車のパワーステアリングシステム |
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