JP2006082681A - Transmission ratio variable device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の操舵伝達系の途中に設けられる伝達比可変機構を備えた伝達比可変装置に関するものである。 The present invention relates to a transmission ratio variable device including a transmission ratio variable mechanism provided in the middle of a steering transmission system of a vehicle.
ハンドルと操舵輪とを連結する車両の操舵伝達系の途中に設けられ、ハンドル側の入力軸と操舵輪側の出力軸と間の伝達比を電動モータの回転駆動により変化可能な伝達比可変機構を備えた伝達比可変装置として、例えば、下記特許文献1に開示される「車両用操舵制御装置」がある。このような伝達比可変装置は、例えば、図1に示す車両制御装置100に使用されている。ここで、車両制御装置100の構成を図1を参照して説明する。なお、このような伝達比可変装置を備えた車両制御装置を、IFS(Intelligent Front Steering system;「IFS」は豊田工機株式会社の登録商標)と称することがある。
A transmission ratio variable mechanism that is provided in the middle of the steering transmission system of the vehicle that connects the steering wheel and the steering wheel, and that can change the transmission ratio between the input shaft on the steering wheel side and the output shaft on the steering wheel side by rotating the electric motor. For example, there is a “vehicle steering control device” disclosed in
図1に示すように、車両制御装置100は、ステアリングホイール(ハンドル)21、第1ステアリングシャフト(入力軸)22、第2ステアリングシャフト(出力軸)23、EPSアクチュエータ24、ロッド25、操舵角センサ26、車速センサ27、トルクセンサ28、IGSWセンサ29、ロック機構30、伝達比可変機構40、IFS_ECU50、EPS_ECU60等から構成されている。なお、ECU(Electronic Control Unit)とは、電子制御装置のことである。
As shown in FIG. 1, the
具体的には、ステアリングホイール21に第1ステアリングシャフト22の一端が接続され、この第1ステアリングシャフト22の他端側にはロック機構30を介して伝達比可変機構40入力側が接続されている。この伝達比可変機構40は、モータ、減速機等から構成されており、例えば、特許文献1に開示されるモータ(110)および減速機(120)を備えた伝達比可変機構(100)がこれに相当する。そして、伝達比可変機構40の出力側には、第2ステアリングシャフト23の一端側が接続され、第2ステアリングシャフト23の他端側には、EPSアクチュエータ24の入力側が接続されている。また、ロック機構30は、伝達比可変機構40のモータの回転を阻止し得る機構で、例えば、特許文献1に開示されるロックホルダ(141)、ロックアーム(150)、電磁コイル(154)等からなるロック機構(130)がこれに相当する。なお、( )内の数字は下記特許文献1に記載されている符号に対応するものである([背景技術]および[発明が解決しようとする課題]の欄において同じ)。
Specifically, one end of the
EPSアクチュエータ24は、電気式動力舵取装置であり、図示しないラック・ピニオンギヤ等により、第2ステアリングシャフト23によって入力された回転運動をロッド25の軸方向運動に変換して出力し得るとともに、EPS_ECU60により制御されるアシストモータにより操舵状態に応じたアシスト力を発生させて運転者による操舵をアシスト可能に構成されている。なお、このロッド25には操舵輪FR、FLが装着されている。
The
なお、第1ステアリングシャフト22の回転角(操舵角)は操舵角センサ26により検出されて操舵角信号としてIFS_ECU50に、また第2ステアリングシャフト23による操舵トルクはトルクセンサ28により検出されてトルク信号としてEPS_ECU 60に、それぞれ入力され得るように構成されている。また、CAN(Controller Area Network)90を介して、車両の速度が車速センサ27により検出されて車速信号として、またイグニッションスイッチ(以下「IGSW」という。)のオン情報やオフ情報がIGSWセンサ29により検出されてIG信号として、それぞれIFS_ECU50およびEPS_ECU60に入力され得るように構成されている。
The rotation angle (steering angle) of the
このように構成することによって、伝達比可変機構40およびIFS_ECU50では、モータと減速機により、第1ステアリングシャフト22に対する第2ステアリングシャフト23の伝達比(以下「ステアリング伝達比」という。)を車速に応じてリアルタイムに変更し、第1ステアリングシャフト22の操舵角に対する第2ステアリングシャフト23の出力角の比を可変する。また、EPSアクチュエータ24およびEPS_ECU60では、トルクセンサ28および車速センサ27により検出した運転者の操舵状態や車速に応じて、運転者の操舵をアシストするアシスト力をアシストモータにより発生させる。
With this configuration, in the transmission
これにより、車速に対応したステアリング伝達比、例えば停車時や低速走行時にはステアリングホイール21の操舵角に対して伝達比可変機構40による第2ステアリングシャフト23への出力角が大きくなるように設定し、また高速走行時にはステアリングホイール21の操舵角に対して伝達比可変機構40の当該出力角が小さくなるように設定することが可能となる一方で、車速に対応した適切なアシスト力をアシストモータにより発生させることが可能となる。
Thereby, the steering transmission ratio corresponding to the vehicle speed, for example, when the vehicle is stopped or traveling at low speed, the output angle to the
ところで、前述したIFS_ECU50やEPS_ECU60は、マイクロプロセッサを中心にメモリ装置や入出力インタフェース等により構成される電子制御装置であるが、これらは、通常、IGSWセンサ29によって検出されたIGSWのオン信号をトリガにして、所定の初期化処理を行った後、前述したような各制御を行うようにプログラムされている。
By the way, the IFS_ECU 50 and
例えば、特許文献1に開示される「車両用操舵制御装置」では、IGSWのオン操作により起動された直後に、所定の初期化処理としてロック解除制御(S200)を行い、ロック機構(130)によるモータ(110)のロックを解除してから、伝達比可変制御(S102〜S112)を行うように構成されている(特許文献1;段落番号0030、図5)。
For example, in the “vehicle steering control device” disclosed in
ところが、ロック機構(130)を構成する、ロックホルダ(140)とロックアーム(150)との噛み込みにより両者の係合が解けずに、モータ(110)のロックが正常に解除されない場合が発生し得る。このため、特許文献1による開示技術では、ロック解除制御(S200)においてモータ(110)を所定の範囲で振動的に往復動させてロックホルダ(140)とロックアーム(150)との噛み込みを解いたり、またロックが解除されていれば回転し得る範囲でモータ(110)を回転させてロックの解除を確認したりすることで、このような問題を解決している(特許文献1;段落番号0033〜0036、図6)。
しかしながら、このような車両制御装置100によると、IFS_ECU50やEPS_ECU60がCAN90を介してIGSWセンサ29からのIGSWのオン信号を取得している。そのため、CAN90のトラフィック状態によってはIGSWが実際にオンされてから遅延してIFS_ECU50等にIGSWのオン信号が到達したり、またCAN90のトラフィックが混んでいなくてもIGSWセンサ29の情報を処理するECUが負荷の重い処理を行っていた場合にはIGSWのオン信号の処理速度が遅くなるため、IGSWが実際にオンされてから遅れてIFS_ECU50等にIGSWのオン信号が届くことがあり得る。
However, according to such a
つまり、IGSWのオン信号がIGSWセンサ29からリアルタイムにIFS_ECU50等に届き得るように構成されていても、必ずしもIGSWがオンされた直後にIGSWのオン信号がIFS_ECU50等に入力されるわけでなく、例えば、数秒以上遅れて届く場合もあり得る。そのため、このようにIGSWのオン信号が実際のIGSWのオンから遅れて入力された場合には、上記特許文献1に開示されるように、IGSWのオン信号の入力をトリガに、所定の初期化処理としてロック解除制御(S200)を行うとすれば、当該車両が走行中であるにもかかわらず、モータ(110)を所定の範囲で振動的に往復動させたり、またロックが解除されていれば回転し得る範囲でモータ(110)を回転させたりすることになる。
That is, even if the IGSW ON signal is configured to reach the IFS_ECU 50 or the like in real time from the
また、CAN90を介してIGSWのオン信号を取得していることから、外来ノイズ等を原因とする伝送誤り等によって、実際にIGSWがオンされた後であっても、再度、IGSWのオン信号が入力される場合があり得る。そして、このような場合にも、誤って入力されたIGSWのオン信号をトリガに所定の初期化処理としてロック解除制御(S200)が行われたときには、当該車両が走行中であるにもかかわらず、モータ(110)を所定の範囲で振動的に往復動させたり、またロックが解除されていれば回転し得る範囲でモータ(110)を回転させたりすることになる。 In addition, since the IGSW ON signal is acquired via the CAN 90, even after the IGSW is actually turned ON due to a transmission error caused by external noise or the like, the IGSW ON signal is again displayed. It may be input. Even in such a case, when the unlocking control (S200) is performed as a predetermined initialization process triggered by the IGSW ON signal input in error, the vehicle is traveling. The motor (110) is reciprocally oscillated within a predetermined range, or if the lock is released, the motor (110) is rotated within a range that can be rotated.
したがって、これらのような予期し得ない伝達比可変機構(100)のモータ(110)の回転が、第1ステアリングシャフト22を介してステアリングホイール21に伝わることもあるため、当該車両の走行速度によっては、操舵中の運転者に操舵の違和感を与え得るという技術的な課題の発生を招いてしまう。
Therefore, since the unexpected rotation of the motor (110) of the transmission ratio variable mechanism (100) such as these may be transmitted to the
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、操舵感を向上し得る伝達比可変装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a transmission ratio variable device capable of improving the steering feeling.
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載された請求項1の伝達比可変装置では、ハンドル[21]と操舵輪[FR,FL]とを連結する車両の操舵伝達系[22,23,24,25]の途中に設けられ、前記ハンドル側の入力軸[22]と前記操舵輪側の出力軸[23]と間の伝達比を電動モータ[40m]の回転駆動により変化可能な伝達比可変機構[40]と、前記電動モータ[40m]の回転駆動を制御可能なモータ制御手段[50]と、前記車両の速度に関する情報[V]を取得可能な車速情報取得手段[27]と、を備えた伝達比可変装置[20]であって、前記モータ制御手段[50]は、前記車速情報取得手段[27]による前記速度に関する情報[V]に基づいて前記車両の速度が所定速度以下の場合に[S107;Yes]、前記車両のエンジン始動直後に行われる予定の初期化処理で前記電動モータ[40m]の回転駆動を伴うものを行うことを技術特徴とする。なお、[ ]内の数字等は、[発明を実施するための最良の形態]の欄で説明する符号に対応し得るものである(以下同じ)。
In order to achieve the above object, in the transmission ratio variable device according to
また、特許請求の範囲に記載された請求項2の伝達比可変装置では、前記電動モータ[40m]の回転駆動を阻止して前記入力軸[22]と前記出力軸[23]との伝達比を1:1に設定可能なロック機構[30]を備えた請求項1に記載の伝達比可変装置[20]であって、前記初期化処理で前記電動モータ[40m]の回転駆動を伴うものは、前記電動モータ[40m]を回転駆動させて前記ロック機構[30]の解除を確実にするもの[S111]であることを技術的特徴とする。
In the transmission ratio variable device according to claim 2, the transmission ratio between the input shaft [22] and the output shaft [23] is prevented by preventing the electric motor [40m] from being rotationally driven. The transmission ratio variable device [20] according to
さらに、特許請求の範囲に記載された請求項3の伝達比可変装置では、前記電動モータ[40m]の回転駆動を阻止して前記入力軸[22]と前記出力軸[23]との伝達比を1:1に設定可能なロック機構[30]を備えた請求項1に記載の伝達比可変装置[20]であって、前記初期化処理で前記電動モータ[40m]の回転駆動を伴うものは、前記電動モータ[40m]を回転駆動させて前記ロック機構[30]の作動または非作動を検査するもの[S113]であることを技術的特徴とする。
Further, in the transmission ratio variable device according to claim 3, the transmission ratio between the input shaft [22] and the output shaft [23] is prevented by preventing the electric motor [40m] from being rotationally driven. The transmission ratio variable device [20] according to
請求項1の発明では、モータ制御手段[50]は、車速情報取得手段[27]による速度に関する情報[V]に基づいて車両の速度が所定速度以下の場合に[S107;Yes]、車両のエンジン始動直後に行われる予定の初期化処理で電動モータ[40m]の回転駆動を伴うものを行うことから、当該車両の速度が所定速度を超える場合には[S107;No]、当該初期化処理で電動モータ[40m]の回転駆動を伴うものを行うことがない。これにより、所定速度を超える速度においては、当該初期化処理で電動モータ[40m]の回転駆動を伴うものが行われることがないので、例えば、所定速度を超える高速走行時に当該初期化処理によって伝達比可変機構[40]の電動モータ[40m]が回転駆動されるのを防止することができる。したがって、高速走行時に顕著に現れがちな運転者の操舵の違和感を防止し得るので、操舵感を向上することができる。 In the first aspect of the invention, the motor control means [50], when the speed of the vehicle is equal to or lower than the predetermined speed based on the information [V] related to the speed by the vehicle speed information acquisition means [27] [S107; Yes], Since the initialization process scheduled to be performed immediately after the engine is started is accompanied by the rotational drive of the electric motor [40 m], when the speed of the vehicle exceeds a predetermined speed [S107; No], the initialization process Therefore, the electric motor [40 m] is not accompanied by rotational driving. Thus, at a speed exceeding the predetermined speed, the initialization process is not performed with the rotational drive of the electric motor [40 m]. It is possible to prevent the electric motor [40m] of the variable ratio mechanism [40] from being rotationally driven. Therefore, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable when the vehicle is traveling at high speed, thereby improving the steering feeling.
請求項2の発明では、請求項1の初期化処理で電動モータ[40m]の回転駆動を伴うものは、電動モータ[40m]を回転駆動させて、電動モータ[40m]の回転駆動を阻止して入力軸[22]と出力軸[23]との伝達比を1:1に設定可能なロック機構[30]の解除を確実にする[S111]。これにより、所定速度を超える速度においては、当該初期化処理で電動モータ[40m]を回転駆動させてロック機構[30]の解除を確実する制御[S111]を行うことがないので、例えば、所定速度を超える高速走行時に当該初期化処理によって伝達比可変機構[40]の電動モータ[40m]が回転駆動されるのを防止することができる。したがって、高速走行時に顕著に現れがちな運転者の操舵の違和感を防止し得るので、操舵感を向上することができる。 In the second aspect of the invention, in the initialization process according to the first aspect, the rotation drive of the electric motor [40m] is caused to rotate the electric motor [40m] to prevent the rotation drive of the electric motor [40m]. Thus, the release of the lock mechanism [30] that can set the transmission ratio of the input shaft [22] and the output shaft [23] to 1: 1 is ensured [S111]. Thus, at a speed exceeding the predetermined speed, the control [S111] for reliably releasing the lock mechanism [30] by rotating the electric motor [40m] in the initialization process is not performed. It is possible to prevent the electric motor [40m] of the transmission ratio variable mechanism [40] from being rotationally driven by the initialization process when traveling at a high speed exceeding the speed. Therefore, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable when the vehicle is traveling at high speed, thereby improving the steering feeling.
請求項3の発明では、請求項1の初期化処理で電動モータ[40m]の回転駆動を伴うものは、電動モータ[40m]を回転駆動させて、電動モータ[40m]の回転駆動を阻止して入力軸[22]と出力軸[23]との伝達比を1:1に設定可能なロック機構[30]の作動または非作動を検査する[S113]。これにより、所定速度を超える速度においては、当該初期化処理で電動モータ[40m]を回転駆動させてロック機構[30]の作動または非作動を検査する制御[S113]を行うことがないので、例えば、所定速度を超える高速走行時に当該初期化処理によって伝達比可変機構[40]の電動モータ[40m]が回転駆動されるのを防止することができる。したがって、高速走行時に顕著に現れがちな運転者の操舵の違和感を防止し得るので、操舵感を向上することができる。 In the third aspect of the invention, the initialization process of the first aspect involving the rotational drive of the electric motor [40m] prevents the rotational drive of the electric motor [40m] by rotating the electric motor [40m]. Then, the operation or non-operation of the lock mechanism [30] capable of setting the transmission ratio between the input shaft [22] and the output shaft [23] to 1: 1 is checked [S113]. Accordingly, at a speed exceeding the predetermined speed, the control [S113] for inspecting the operation or non-operation of the lock mechanism [30] by rotating the electric motor [40m] in the initialization process is not performed. For example, it is possible to prevent the electric motor [40m] of the transmission ratio variable mechanism [40] from being rotationally driven by the initialization process when traveling at a high speed exceeding a predetermined speed. Therefore, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable when the vehicle is traveling at high speed, thereby improving the steering feeling.
以下、本発明の伝達比可変装置を車両制御装置に適用した一実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。なお、本実施形態に係る車両制御装置20は、前述した車両制御装置100と機械的構成に変わるところがないので、図1に示す車両制御装置20(100)を参照して説明する。
Hereinafter, an embodiment in which a transmission ratio variable device of the present invention is applied to a vehicle control device will be described with reference to FIGS. The
図1に示すように、車両制御装置20は、ステアリングホイール21、第1ステアリングシャフト22、第2ステアリングシャフト23、EPSアクチュエータ24、ロッド25、操舵角センサ26、車速センサ27、トルクセンサ28、IGSWセンサ29、ロック機構30、伝達比可変機構40、IFS_ECU50、EPS_ECU60、CAN90等から構成され、その機械的、電気的な結合関係は前述したとおりである。そのため、ここではこれらの説明を省略する。なお、図2には、本実施形態に係る車両制御装置20のIFS_ECU50およびEPS_ECU60による車両制御処理を表した機能ブロック図が示されているので、ここで車両制御装置20のこれら2つのECUによる車両制御処理の概要を簡単に説明する。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、本実施形態に係る車両制御装置20では、IFS_ECU50によりIFS制御処理50aが、EPS_ECU60によりEPS制御処理60aが、それぞれ行われている。
As shown in FIG. 2, in the
具体的には、IFS制御処理50aは、操舵角センサ26による操舵角信号θhと車速センサ27による車速信号VとがIFS_ECU50に入力されることにより、車速に対応して一義的に定められる伝達比可変機構40のモータ40mの回転角を図略のモータ回転角マップから決定する処理を行い、決定した回転角指令値に応じたモータ電圧をモータ駆動回路によりモータ40mに供給する。なお、モータ40mの回転角θvmは、回転角センサ40sに検出されてIFS_ECU50に入力される。これにより、伝達比可変機構40およびIFS_ECU50では、モータ40mと減速機40gによって、入力ギヤに対する出力ギヤの比、つまりステアリング伝達比を車速に応じてリアルタイムに変更し、第1ステアリングシャフト22の操舵角に対する第2ステアリングシャフト23の出力角の比を可変している。
Specifically, the
また、EPS制御処理60aは、トルクセンサ28による操舵トルク信号Tpと車速センサ27による車速信号VとがEPS_ECU60に入力されることにより、車速に対応して一義的に定められるEPSアクチュエータ24のアシストモータ24mの電流指令値を図略のモータ電流マップから決定する処理を行い、決定した電流指令値に応じたモータ電圧をモータ駆動回路によりアシストモータ24mに供給する。なお、アシストモータ24mの回転角θpmは、回転角センサ24sに検出されてEPS_ECU60に入力される。これにより、EPSアクチュエータ24およびEPS_ECU60では、EPS制御処理60aにより、トルクセンサ28および車速センサ27により検出した運転者の操舵状態や車速に応じて、運転者の操舵をアシストするアシスト力をアシストモータ24mにより発生させている。
Further, the
なお、IFS_ECU50およびEPS_ECU60のいずれにもIGSWセンサ29から出力されるIGSWのオン信号やオフ信号が入力されるので、IFS_ECU50およびEPS_ECU60では、当該IGSWのオン信号の入力をトリガにそれぞれの制御処理を開始し、また当該IGSWのオフ信号の入力をトリガにそれぞれの制御処理を終了し得るように構成されている。
Since the
これにより、車両制御装置20では、IFS_ECU50によるIFS制御処理50aによって伝達比可変機構40によりステアリング伝達比を車両の速度に応じて可変制御可能にするとともに、EPS_ECU60によるEPS制御処理60aによって操舵状態に応じたアシスト力を発生させて運転者による操舵をアシスト可能にしている。
Thereby, in the
ここで、このように制御される伝達比可変機構40のモータ40mの回転駆動を阻止し得るロック機構30が図3に示されているので、ロック機構30の構成および作動を図3に基づいて説明する。
Here, since the
図3に示すように、ロック機構30は、主に、ハウジング31、ロックホルダ32、ロックアーム33、支軸34、ソレノイド35等により構成されており、その下方(第2ステアリングシャフト23側)にモータ40mを備えた伝達比可変機構40が位置している。なお、伝達比可変機構40の構成は、公知であり、前述した特許文献1(特開2001−48032号公報;段落番号0018〜0021)に詳細に開示されているので、ここでは説明を省略する。
As shown in FIG. 3, the
ハウジング31は、ロック機構30を構成するロックホルダ32、ロックアーム33、ソレノイド35等をその内部に収容する機能を有するものである。なお、このハウジング31は、その下方(第2ステアリングシャフト23側)に伝達比可変機構40のハウジングを取付可能に構成することで、伝達比可変機構40のハウジング40aに連結された伝達比可変機構40の出力側、つまり第2ステアリングシャフト23とハウジング31との固定的な連結を可能にしている。
The
ロックホルダ32は、ロック機構30を貫通し伝達比可変機構40の入力側に連結されている第1ステアリングシャフト22の外側全周にわたって取付固定されるとともに、その外周には周方向所定間隔ごとに軸方向に延びる係合凹部32aが形成されている。なおこのロックホルダ32だけが、第1ステアリングシャフト22の回転に従い自在に回動し得るように構成されている。
The
ロックアーム33は、その一端側先端に係合凹部32aに係合可能な係合凸部33aが形成されているとともに、他端側に向かって「への字」形状に全体が形成され、その屈曲部位には支軸34が貫通可能な軸孔が形成されている。またロックアーム33の他端は、ソレノイド35のプランジャ35bの先端を連結可能な連結端33bが構成されている。
The
支軸34は、ロックアーム33の軸孔に貫通して軸支可能な軸径を有するもので、この支軸34に軸支されたロックアーム33が当該軸中心に回転した場合に、ロックアーム33の係合凸部33aがロックホルダ32の係合凹部32aに係合し得るように、当該支軸34の一端がハウジング31に固定されている。またこの支軸34には、ねじりコイルばね36も装着されており、このねじりコイルばね36は、当該支軸34に軸支されたロックアーム33の係合凸部33aがロックホルダ32の係合凹部32aに係合する方向にロックアーム33を付勢している。
The
ソレノイド35は、固定鉄心に巻回された電磁コイル35aと可動鉄心であるプランジャ35bとから構成されており、入出力ピン38を介して電磁コイル35aに励磁電流が供給されると、プランジャ35bを電磁コイル35a方向に電磁吸引する機能を有するものである。このプランジャ35bの先端は、ロックアーム33の連結端33bと連結可能に構成されている。そのため、支軸34に軸支されたロックアーム33の連結端33bがプランジャ35bに連結されることにより、ソレノイド35に励磁電流が供給された場合には、ロックアーム33をソレノイド35方向に引き寄せる力がロックアーム33に作用することとなる。なお、入出力ピン38を介して供給される励磁電流の有無は、IFS_ECU50による後述のIFS制御処理50a(図4参照)によって制御されている。
The
このように構成されたロック機構30は、支軸34に回転自在に軸支されたロックアーム33を有するととにも、当該ロックアーム33の係合凸部33aがロックホルダ32の係合凹部32aに係合する方向に、ねじりコイルばね36の付勢力によって付勢されている。このため、IFS_ECU50の制御によってソレノイド35に励磁電流が供給されていない場合には、ロックホルダ32の係合凹部32aにロックアーム33の係合凸部33aが係合してロックホルダ32をその回転方向に係止した状態を維持することから、当該ロックホルダ32の回転が阻止される。その結果、当該ロックホルダ32に取り付けられて固定されている第1ステアリングシャフト22と、伝達比可変機構40のハウジング40aを介してハウジング31に固定的に連結されている第2ステアリングシャフト23と、が係合されるため、両者は1:1の伝達比で連結される。つまり、入力軸である第1ステアリングシャフト22と出力軸である第2ステアリングシャフト23とを伝達比1:1で連結することができる。
The
一方、IFS_ECU50の制御によってソレノイド35に励磁電流が供給されている場合には、ねじりコイルばね36の付勢力に抗してロックアーム33がソレノイド35方向に引き寄せられる。そのため、支軸34を中心にロックホルダ32の係合凹部32aからロックアーム33の係合凸部33aが外れる方向に回転することから、ロックアーム33によるロックホルダ32の係止が解かれて、ロックホルダ32の回転阻止が解除される。その結果、当該ロックホルダ32に固定された第1ステアリングシャフト22が、ハウジング31に連結された第2ステアリングシャフト23に係止されることなく、回転可能となる。つまり、入力軸である第1ステアリングシャフト22と出力軸である第2ステアリングシャフト23とを伝達比n:mで連結することができる(n,mは0を除いた正の数値)。
On the other hand, when the exciting current is supplied to the
次に、このようなロック機構30の初期化処理を含めたIFS制御処理50aの流れを図4に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、ステップS103〜S113は、特許請求の範囲に記載の「車両のエンジン始動直後に行われる予定の初期化処理」に相当し得るもので、そのうちのステップS111およびステップS113が特許請求の範囲に記載の「モータの回転駆動を伴うもの」に相当し得る。またステップS111は、特許請求の範囲に記載の「ロック機構の作動または非作動を確実にするもの」に相当し、ステップS113は、特許請求の範囲に記載の「ロック機構の作動または非作動を検査するもの」に相当し得る。
Next, the flow of the
図4に示すように、IFS制御処理50aは、IGSWのオン信号の入力をトリガに起動される(S101:Yes)。そして、ステップS103により、メモリ装置、入出力インタフェース、A/DコンバータやD/Aコンバータ等のマイクロプロセッサ周辺のハードウェアの初期化処理を行った後、ステップS105によりIFS制御に異常がないか否かの判断処理を行う。
As shown in FIG. 4, the
このステップS105では、例えば、IFS_ECU50に供給される電源電圧値が正常範囲にあるか否か、またステップS103によるメモリ装置等のハードウェアの初期化処理の結果に異常があるか否か、さらに当該車両のエンジンが始動しているか否か等について判断し、すべての判断条件を満たしている場合、即ち電源電圧値が正常範囲にあり、ハードウェアの初期化処理の結果に異常がなく、エンジンが始動している場合に(S105:Yes)、次のステップS107に処理を移行する。
In this step S105, for example, whether or not the power supply voltage value supplied to the
なお、ステップS105により判断条件を満たさない場合には(S105:No)、ステップS105による判断処理を所定回数(例えば5回)繰り返し、その回数内の処理でも判断条件を満たさないときには、例えば当該車両の計器パネル(図略)にアラーム表示を出力する処理を行う。 If the determination condition is not satisfied in step S105 (S105: No), the determination process in step S105 is repeated a predetermined number of times (for example, five times). If the determination condition is not satisfied even within the number of times, for example, the vehicle The alarm display is output to the instrument panel (not shown).
続くステップS107では、当該車両の走行速度が所定速度以下であるか否かの判断処理を行う。前述のように、IFS_ECU50は、車速センサ27からCAN90を介して車速信号Vを取得しているので、この車速信号Vに基づいて当該車両の速度を判断し、例えば、時速10km以下の場合(S107:Yes)に次のステップS109に処理を移行し、時速10km以下でない場合(S107:No)に再度このステップS107を実行するように処理の流れを設定する。つまり、当該車両のエンジン始動直後の車速が時速10kmを超えている場合には(S107:No)、10km以下になるまで(S107:Yes)このステップS107により待機する。
In a succeeding step S107, it is determined whether or not the traveling speed of the vehicle is equal to or lower than a predetermined speed. As described above, since the
これにより、車速が時速10km以下になるまでは(S107:Yes)、続くステップS109によるロック解除処理が行われないことから、前述したロック機構30の電磁コイル35aには励磁電流が供給されることなく、ロックホルダ32とロックアーム33とが係合状態を維持するため、第1ステアリングシャフト22と第2ステアリングシャフト23とは1:1の伝達比で連結された状態を保つ。このようにエンジンの始動直後の車速が時速10kmを超えていることは希ではあるが、例えば、運転者がIGSWのオンの後に直ちにアクスルペダルを踏み込む等の運転操作によって、エンジンの始動直後から急加速した場合には、当該ステップS107により車速が10km以下になるまで待ち、その間においてはIFSは機能することなくステアリング伝達比が1:1に設定される。
Thus, until the vehicle speed becomes 10 km / h or less (S107: Yes), the unlocking process in the subsequent step S109 is not performed, and therefore the exciting current is supplied to the
また、同様に車速が時速10km以下になるまでは(S107:Yes)、以下続くステップS111によるロック抜き処理やステップS113による挿入異常確認処理も行われないことから、後述するように、これらの処理によって伝達比可変機構40のモータ40mが回転駆動されることもない。したがって、前述したようなIGSWのオン後の急加速により車速が時速10kmを超えたとしても、この間にはモータ40mの回転駆動を伴う初期化処理は行われず、モータ40mの回転駆動を防ぐので、第1ステアリングシャフト22を介してステアリングホイール21に伝わる振動等によって当該車両の運転者に操舵の違和感を与えることを防止できる。
Similarly, until the vehicle speed becomes 10 km / h or less (S107: Yes), the unlocking process in step S111 and the insertion abnormality confirmation process in step S113 are not performed. Thus, the
次のステップS109では、ロック機構30のロック解除処理が行われる。即ち、車速が時速10km以下の場合には(S107:Yes)、前述したように、ロック機構30の入出力ピン38を介して電磁コイル35aに励磁電流を供給する。すると、電磁吸引力が電磁コイル35aに発生するため、電磁コイル35a方向にプランジャ35bが引き寄せられ、それまでロックホルダ32の係合凹部32aに係合していたロックアーム33の係合凸部33aが係合凹部32aから外れて両者の係合が解かれる。これにより、ロックアーム33によって阻止されていたロックホルダ32の回転が可能になるので、伝達比1:1で第1ステアリングシャフト22に連結されていた第2ステアリングシャフト23の自在な回転が可能になる。つまり、IFSの機能が可能になる。
In the next step S109, the
続くステップS111では、ロック抜き処理が行われる。この処理は、ロック機構30を構成する、ロックホルダ32の係合凹部32aとロックアーム33の係合凸部33aとが噛み込んでしまい、ステップS109によるロック解除処理を行っても両者の係合が解けず伝達比可変機構40のモータ40mのロックが正常に解除されない場合に対処するためのもので、ロック機構30の解除を確実にするものである。具体的には、係合凹部32aの凹部が形成されている範囲内で振動的に往復動させることにより、ロックホルダ32とロックアーム33との噛み込みを解く。なお、この処理は、公知であり、前述した特許文献1(特開2001−48032号公報;段落番号0033〜0036)に詳細に開示されているので、ここでは説明を省略する。
In the subsequent step S111, unlocking processing is performed. In this process, the engagement
次のステップS113では、挿入異常確認処理が行われる。この処理は、ロック機構30が第1ステアリングシャフト22と第2ステアリングシャフト23とをロックし、両者を伝達比1:1で連結するように機能させた場合に、当該ロックが正常に機能しているか否かを確認するためのもので、ロック機構30の作動または非作動を検査するものある。具体的には、係合凹部32aの凹部が形成されている範囲よりも広い範囲で往復動させることにより、ロックホルダ32の係合凹部32aにロックアーム33の係合凸部33aが挿入され両者が係合している場合には、回転制御の目標値に対する検出位置の誤差が蓄積されていくことを利用して正常に挿入されている(係合している)こと確認する。なお、この処理は、前述した特許文献1(特開2001−48032号公報;段落番号0051〜0053)に開示されているものでも良い。
In the next step S113, an insertion abnormality confirmation process is performed. This processing is performed when the
このようにステップS103〜S113による一連の初期化処理が終了すると、ステップS115によりIFSの通常処理が行われる。この処理は、伝達比可変機構40によりステアリング伝達比を車両の速度に応じて可変制御可能にするもので、既に図2を参照して説明しているので、ここでは省略する。このステップS115によるIFSの通常処理は、車速センサ27からCAN90を介してIGSWのオフ信号が入力されるまで(S117:Yes)、常時継続される。
When the series of initialization processes in steps S103 to S113 is completed in this way, a normal process of IFS is performed in step S115. This process allows the steering transmission ratio to be variably controlled according to the speed of the vehicle by the transmission
以上説明したように、本実施形態に係る車両制御装置20によると、IFS_ECU50は、車速センサ27による車速信号Vに基づいて当該車両の速度が時速10km以下の場合に(S107:Yes)、当該車両のエンジン始動直後に行われる予定の初期化処理で伝達比可変機構40のモータ40mの回転駆動を伴うもの、例えば、ロック抜き処理(S111)や挿入異常確認処理(S113)を行うことから、当該車両の速度が時速10kmを超える場合には(S107:No)、当該初期化処理で伝達比可変機構40のモータ40mの回転駆動を伴うものを行うことがない。これにより、時速10kmを超える速度においては、当該初期化処理で伝達比可変機構40のモータ40mの回転駆動を伴うものが行われることがないので、例えば、時速10kmを超える速度での走行時に当該初期化処理によって伝達比可変機構40のモータ40mが回転駆動されるのを防止することができる。したがって、これらのような予期し得ないモータ40mの回転が第1ステアリングシャフト22を介してステアリングホイール21に伝わることもないため、例えば、時速80kmというような高速走行時に顕著に現れがちな運転者の操舵の違和感を防止して操舵感を向上することができる。
As described above, according to the
なお、上述した実施形態では、「所定速度」として時速10kmを設定したが、運転者の操舵に違和感を与え難い車速であれば、本発明はこれに限られず、「所定速度」として、例えば、時速15kmや時速20km等に設定しても良い。 In the above-described embodiment, 10 km / h is set as the “predetermined speed”. However, the present invention is not limited to this as long as the vehicle speed is unlikely to give an uncomfortable feeling to the driver's steering. It may be set to 15 km / h or 20 km / h.
また、上述した実施形態では、「モータの回転駆動を伴うもの」としてステップS111によるロック抜き処理およびステップS113による挿入異常確認処理を例示して説明したが、本発明はこれに限られず、モータの回転駆動を伴うものであれば、例えば、当該モータ(モータ40m)を駆動する半導体スイッチング素子(MOSFET等)の正常確認(素子内のショートやオープンがないこと)を行うために当該半導体スイッチング素子に所定のスイッチング信号(デューティ波形)を出力する処理等であっても良い。そして、この場合も前述と同様の作用および効果を得ることができる。
In the above-described embodiment, the unlocking process in step S111 and the insertion abnormality confirmation process in step S113 are exemplified and described as “with motor rotation driving”, but the present invention is not limited to this, and the motor is not limited thereto. If it is accompanied by rotational drive, for example, in order to confirm the normality of the semiconductor switching element (MOSFET or the like) that drives the motor (
20…車両制御装置
21…ステアリングホイール(ハンドル)
22…第1ステアリングシャフト(操舵伝達系、入力軸)
23…第2ステアリングシャフト(操舵伝達系、出力軸)
24…EPSアクチュエータ(操舵伝達系)
25…ロッド(操舵伝達系)
26…操舵角センサ
27…車速センサ
28…トルクセンサ
29…IGSWセンサ
30…ロック機構
31…ハウジング
32…ロックホルダ
32a…係合凹部
33…ロックアーム
33a…係合凸部
35…ソレノイド
36…ねじりコイルばね
40…伝達比可変機構
40m…モータ(電動モータ)
50…IFS_ECU(モータ制御手段)
60…EPS_ECU
90…CAN
S103、S105、S107、S109(初期化処理)
S111(初期化処理、モータの回転駆動を伴う処理、ロック機構の作動または非作動を確実にする処理)
S113(初期化処理、モータの回転駆動を伴う処理、ロック機構の作動または非作動を検査する処理)
FR、FL…操舵輪
V…車速信号(速度に関する情報)
20 ...
22 ... 1st steering shaft (steering transmission system, input shaft)
23 ... Second steering shaft (steering transmission system, output shaft)
24 ... EPS actuator (steering transmission system)
25 ... Rod (steering transmission system)
26 ...
50 ... IFS_ECU (motor control means)
60 ... EPS_ECU
90 ... CAN
S103, S105, S107, S109 (initialization process)
S111 (Initialization process, process involving rotational driving of the motor, process for ensuring the operation or non-operation of the lock mechanism)
S113 (initialization process, process involving rotation of the motor, process for inspecting the operation or non-operation of the lock mechanism)
FR, FL ... Steering wheel V ... Vehicle speed signal (information about speed)
Claims (3)
前記電動モータの回転駆動を制御可能なモータ制御手段と、
前記車両の速度に関する情報を取得可能な車速情報取得手段と、
を備えた伝達比可変装置であって、
前記モータ制御手段は、前記車速情報取得手段による前記速度に関する情報に基づいて前記車両の速度が所定速度以下の場合に、前記車両のエンジン始動直後に行われる予定の初期化処理で前記電動モータの回転駆動を伴うものを行うことを特徴とする伝達比可変装置。 A transmission ratio that is provided in the middle of a steering transmission system of a vehicle that couples a steering wheel and a steering wheel, and that can change a transmission ratio between the steering wheel side input shaft and the steering wheel side output shaft by rotation driving of an electric motor. Variable mechanism,
Motor control means capable of controlling the rotational drive of the electric motor;
Vehicle speed information acquisition means capable of acquiring information related to the speed of the vehicle;
A transmission ratio variable device comprising:
The motor control unit is configured to perform initialization processing scheduled to be performed immediately after starting the engine of the vehicle when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined speed based on the information on the speed by the vehicle speed information acquisition unit. A transmission ratio variable device characterized in that it performs a rotation drive.
前記初期化処理で前記電動モータの回転駆動を伴うものは、前記電動モータを回転駆動させて前記ロック機構の解除を確実にするものであることを特徴とする伝達比可変装置。 2. The transmission ratio variable device according to claim 1, further comprising a lock mechanism capable of preventing rotational driving of the electric motor and setting a transmission ratio between the input shaft and the output shaft to 1: 1.
The transmission ratio variable device characterized in that what is accompanied by rotational drive of the electric motor in the initialization processing is to rotationally drive the electric motor to ensure the release of the lock mechanism.
前記初期化処理で前記電動モータの回転駆動を伴うものは、前記電動モータを回転駆動させて前記ロック機構の作動または非作動を検査するものであることを特徴とする伝達比可変装置。 2. The transmission ratio variable device according to claim 1, further comprising a lock mechanism capable of preventing rotational driving of the electric motor and setting a transmission ratio between the input shaft and the output shaft to 1: 1.
What is accompanied by the rotation drive of the electric motor in the initialization process is to inspect the operation or non-operation of the lock mechanism by rotating the electric motor.
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JP2008018749A (en) * | 2006-07-10 | 2008-01-31 | Denso Corp | Steering device for vehicle |
CN112744289A (en) * | 2021-02-24 | 2021-05-04 | 华晨鑫源重庆汽车有限公司 | Steering power-assisted control method for anti-interference signals |
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