JP2009078762A - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】VGRSの第1電動モータ3とEPSの第2電動モータ5とを、1つのモジュール104に含める。このように、第1、第2電動モータ3、5を1つのモジュール104に含めることで、第1、第2電動モータ3、5を近接配置できるので、第1、第2電動モータ3、5を個別に離して車両内に配する場合よりも、車両用操舵装置の搭載性を高めることができる。
【選択図】図7
Description
請求項1に記載の車両用操舵装置は、舵輪の操舵角と転舵輪の舵角との間の伝達比(舵角比)を第1電動モータの出力により可変する舵角比可変装置(VGRS)と、転舵輪の転舵を第1電動モータとは別の第2電動モータの出力によりアシストする電動パワーステアリング装置(EPS)とを備える。
そして、第1電動モータおよび第2電動モータは1つのモジュールをなす。
そして、シャフト側検出手段は、ステアリングシャフトの外周面に設けられた雄ネジと螺合する雌ネジが設けられ、回転規制されてステアリングシャフトの回転に伴い軸方向に上下動するシャフト側ナット状部材と、ステアリングシャフトの外周面に組み付けられたシャフト側磁石と、シャフト側ナット状部材に、周方向に90°の角度間隔を隔てて搭載された2つのシャフト側磁界検出手段とを有し、シャフト側ナット状部材の上下動およびステアリングシャフトの回転に伴う磁束密度の変化を、2つのシャフト側磁界検出手段により検出することでステアリングシャフトの回転角を検出する。
請求項2に記載の車両用操舵装置によれば、EPSは、第2電動モータの動作を制御する制御手段を有する。そして、制御手段は、転舵輪の舵角が機械的可動限界に達しないように、ステアリングシャフトの回転角および回転部材の回転角の少なくとも一方に対して閾値を設定し、ステアリングシャフトの回転角および回転部材の回転角の少なくとも一方が各々に対する閾値を超えたら、第2電動モータへの通電量を規制する。
請求項3に記載の車両用操舵装置によれば、EPSは、第2電動モータの動作を制御する制御手段を有する。そして、制御手段は、転舵輪の舵角が機械的可動限界に達しないように、ステアリングシャフトの回転角および回転部材の回転角の少なくとも一方に対して閾値を設定し、ステアリングシャフトの回転角および回転部材の回転角の少なくとも一方が各々に対する閾値を超えたら、第2電動モータへの通電量を段階的に低減する。
請求項4に記載の車両用操舵装置は、舵角比を第1電動モータの出力により可変するVGRSと、転舵輪の転舵を第1電動モータとは別の第2電動モータの出力によりアシストするEPSとを備える。
VGRSは、舵輪と一体に設けられ、舵輪に付与される操舵力により回転するステアリングシャフトと、ステアリングシャフトに対して回動自在に組み込まれ、第1電動モータの出力により回転駆動されるとともに転舵輪と機械的に連結されて、第1電動モータの出力を転舵輪に伝達できる回転部材と、ステアリングシャフトと回転部材との相対回転角を検出する回転角検出手段とを有し、EPSは、第2電動モータの動作を制御する制御手段を有する。
そして、第1電動モータおよび第2電動モータは1つのモジュールをなす。
そして、シャフト側検出手段は、ステアリングシャフトの外周面に設けられた雄ネジと螺合する雌ネジが設けられ、回転規制されてステアリングシャフトの回転に伴い軸方向に上下動するシャフト側ナット状部材と、ステアリングシャフトの外周面に組み付けられたシャフト側磁石と、シャフト側ナット状部材に、周方向に90°の角度間隔を隔てて搭載された2つのシャフト側磁界検出手段とを有し、シャフト側ナット状部材の上下動およびステアリングシャフトの回転に伴う磁束密度の変化を、2つのシャフト側磁界検出手段により検出することでステアリングシャフトの回転角を検出する。
請求項5に記載の車両用操舵装置の制御方法は、舵角比を第1電動モータの出力により可変するVGRSと、転舵輪の転舵を第1電動モータとは別の第2電動モータの出力によりアシストするEPSとを備える車両用操舵装置に対する制御方法である。
ここで、VGRSは、舵輪と一体に設けられ、舵輪に付与される操舵力により回転するステアリングシャフトと、ステアリングシャフトに対して回動自在に組み込まれ、第1電動モータの出力により回転駆動されるとともに転舵輪と機械的に連結されて、第1電動モータの出力を転舵輪に伝達できる回転部材と、ステアリングシャフトと回転部材との相対回転角を検出する回転角検出手段とを有する。
そして、第1電動モータおよび第2電動モータは1つのモジュールをなす。
そして、シャフト側検出手段は、ステアリングシャフトの外周面に設けられた雄ネジと螺合する雌ネジが設けられ、回転規制されてステアリングシャフトの回転に伴い軸方向に上下動するシャフト側ナット状部材と、ステアリングシャフトの外周面に組み付けられたシャフト側磁石と、シャフト側ナット状部材に、周方向に90°の角度間隔を隔てて搭載された2つのシャフト側磁界検出手段とを有し、シャフト側ナット状部材の上下動およびステアリングシャフトの回転に伴う磁束密度の変化を、2つのシャフト側磁界検出手段により検出することでステアリングシャフトの回転角を検出する。
そして、第1電動モータおよび第2電動モータは1つのモジュールをなす。
そして、シャフト側検出手段は、ステアリングシャフトの外周面に設けられた雄ネジと螺合する雌ネジが設けられ、回転規制されてステアリングシャフトの回転に伴い軸方向に上下動するシャフト側ナット状部材と、ステアリングシャフトの外周面に組み付けられたシャフト側磁石と、シャフト側ナット状部材に、周方向に90°の角度間隔を隔てて搭載された2つのシャフト側磁界検出手段とを有し、シャフト側ナット状部材の上下動およびステアリングシャフトの回転に伴う磁束密度の変化を、2つのシャフト側磁界検出手段により検出することでステアリングシャフトの回転角を検出する。
実施例1の車両用操舵装置1を図面に基づいて説明する。
車両用操舵装置1は、図1に示すように、舵輪2の操舵角と転舵輪(図示せず)の舵角との間の伝達比(舵角比)を第1電動モータ3の出力により可変する舵角比可変装置(VGRS)4と、転舵輪の転舵を第1電動モータ3とは別の第2電動モータ5の出力によりアシストする電動パワーステアリング装置(EPS)6とを備える。
なお、第1電動モータ3の出力軸は、図1、図2に示すようにウォーム23をなしている。
なお、第2電動モータ5の出力軸は、図1、図2に示すようにウォーム81をなしており、第1電動モータ3のウォーム23と略同一径である。また、第2電動モータ5は、第1電動モータ3と同一形状かつ同一定格である。
そして、第1、第2電動モータ3、5を組み付けたECUハウジング107を、第1、第2回転部材13、72等を収容する筐体106に装着することで、モジュール104が構成される。
実施例1の車両用操舵装置1によれば、第2ECU74は、図6に示すように、回転角検出手段14からも検出信号の入力を受ける。そして、第2ECU74は、転舵輪の舵角が機械的可動限界に達しないように、ステアリングシャフト12の回転角(つまり、シャフト側検出手段30による検出値)および第1回転部材13の回転角(つまり、回転部材側検出手段31による検出値)の少なくとも一方に対して閾値を設定し、シャフト側検出手段30による検出値および回転部材側検出手段31による検出値の少なくとも一方が各々に対する閾値を超えたら、第2電動モータ5への通電量を規制する。
実施例1の車両用操舵装置1によれば、VGRS4の第1電動モータ3とEPS6の第2電動モータ5とは1つのモジュール104をなす。
このように、第1、第2電動モータ3、5を1つのモジュール104とすることで、第1、第2電動モータ3、5を近接配置できるので、第1、第2電動モータ3、5を個別に離して車両内に配する場合よりも、車両用操舵装置1の搭載性を高めることができる。
これにより、第1、第2電動モータ3、5や第1、第2回転部材13、72を車両内に配する前に、予め、ウォーム23とウォームホイール27との噛合わせ、およびウォーム81とウォームホイール85との噛合わせを調整することができる。このため、噛合わせ調整の煩雑さを緩和して作業工数を下げることができる。
これにより、モジュール104に組み込むモータ機種を1つに統一できるので、モジュール104のコストを下げることができる。
これにより、ウォーム23、81およびウォームホイール27、85を、各々、1つの品種に統一できるので、モジュール104のコストを下げることができる。
これにより、ECUハウジング107を、第1、第2ECU15、74の個別に分離して設けることなく1つにまとめることができる。このため、モジュール104のコストを下げることができる。
これにより、回転角検出手段14およびトルク検出手段73を、車両内に配する前に予め調整しておくことができる。このため、回転角検出手段14およびトルク検出手段73の調整の煩雑さを緩和することができる。
これにより、リミッタ等の舵角の機械的可動限界に対する危険検知手段を別途に装備することなく、舵角の機械的可動限界に対する安全制御を実行することができるとともに、舵輪2の操作者に徐々に操舵が重く感じられるように制御して、舵角が機械的可動限界に接近していることを操作者に感知させることができる。
実施例1、2の車両用操舵装置1によれば、第1、第2電動モータ3、5、第1、第2回転部材13、72、第1、第2ECU15、74、回転角検出手段14およびトルク検出手段73が1つのモジュール104に組み込まれていたが、第1、第2電動モータ3、5以外の機器をモジュール104に組み込むか否かは、車両における車両用操舵装置1以外の他の装置や機器等の搭載状況等に応じて決めることができる。例えば、第1、第2電動モータ3、5および第1、第2ECU15、74のみをモジュール104に組み込んでもよく、第1、第2電動モータ3、5および第1、第2回転部材13、72のみをモジュール104に組み込んでもよい。
なお、回転部材側磁界検出手段47、48も、同様に、いずれか一方のみで第1回転部材13の回転角を検出することができる。
2 舵輪
3 第1電動モータ
4 VGRS(舵角比可変装置)
5 第2電動モータ
6 EPS(電動パワーステアリング装置)
12 ステアリングシャフト
13 第1回転部材(回転部材)
14 回転角検出手段
30 シャフト側検出手段
31 回転部材側検出手段
33 シャフト側磁石
34 シャフト側磁界検出手段
35 シャフト側磁界検出手段
36 シャフト側ナット状部材
39 雄ネジ
40 雌ネジ
46 回転部材側磁石
47 回転部材側磁界検出手段
48 回転部材側磁界検出手段
49 回転部材側ナット状部材
52 雄ネジ
53 雌ネジ
74 第2制御手段、第2ECU(制御手段)
104 モジュール
Claims (5)
- 舵輪の操舵角と転舵輪の舵角との間の伝達比を第1電動モータの出力により可変する舵角比可変装置と、
前記転舵輪の転舵を前記第1電動モータとは別の第2電動モータの出力によりアシストする電動パワーステアリング装置とを備える車両用操舵装置において、
前記舵角比可変装置は、
前記舵輪と一体に設けられ、前記舵輪に付与される操舵力により回転するステアリングシャフトと、
このステアリングシャフトに対して回動自在に組み込まれ、前記第1電動モータの出力により回転駆動されるとともに前記転舵輪と機械的に連結されて、前記第1電動モータの出力を前記転舵輪に伝達できる回転部材と、
前記ステアリングシャフトと前記回転部材との相対回転角を検出する回転角検出手段とを有し、
前記第1電動モータおよび前記第2電動モータは1つのモジュールをなし、
前記回転角検出手段は、前記ステアリングシャフトの回転角を検出するシャフト側検出手段、および前記回転部材の回転角を検出する回転部材側検出手段の少なくとも一方を具備し、
前記シャフト側検出手段は、
前記ステアリングシャフトの外周面に設けられた雄ネジと螺合する雌ネジが設けられ、回転規制されて前記ステアリングシャフトの回転に伴い軸方向に上下動するシャフト側ナット状部材と、
前記ステアリングシャフトの外周面に組み付けられたシャフト側磁石と、
前記シャフト側ナット状部材に、周方向に90°の角度間隔を隔てて搭載された2つのシャフト側磁界検出手段とを有し、
前記シャフト側ナット状部材の上下動および前記ステアリングシャフトの回転に伴う磁束密度の変化を、前記2つのシャフト側磁界検出手段により検出することで前記ステアリングシャフトの回転角を検出し、
前記回転部材側検出手段は、
前記回転部材の外周面に設けられた雄ネジと螺合する雌ネジが設けられ、回転規制されて前記回転部材の回転に伴い軸方向に上下動する回転部材側ナット状部材と、
前記回転部材の外周面に組み付けられた回転部材側磁石と、
前記回転部材側ナット状部材に、周方向に90°の角度間隔を隔てて搭載された2つの回転部材側磁界検出手段とを有し、
前記回転部材側ナット状部材の上下動および前記回転部材の回転に伴う磁束密度の変化を、前記2つの回転部材側磁界検出手段により検出することで前記回転部材の回転角を検出することを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項1に記載の車両用操舵装置において、
前記電動パワーステアリング装置は、前記第2電動モータの動作を制御する制御手段を有し、
この制御手段は、
前記転舵輪の舵角が機械的可動限界に達しないように、前記ステアリングシャフトの回転角および前記回転部材の回転角の少なくとも一方に対して閾値を設定し、
前記ステアリングシャフトの回転角および前記回転部材の回転角の少なくとも一方が各々に対する閾値を超えたら、前記第2電動モータへの通電量を規制することを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項1に記載の車両用操舵装置において、
前記電動パワーステアリング装置は、前記第2電動モータの動作を制御する制御手段を有し、
この制御手段は、
前記転舵輪の舵角が機械的可動限界に達しないように、前記ステアリングシャフトの回転角および前記回転部材の回転角の少なくとも一方に対して閾値を設定し、
前記ステアリングシャフトの回転角および前記回転部材の回転角の少なくとも一方が各々に対する閾値を超えたら、前記第2電動モータへの通電量を段階的に低減することを特徴とする車両用操舵装置。 - 舵輪の操舵角と転舵輪の舵角との間の伝達比を第1電動モータの出力により可変する舵角比可変装置と、
前記転舵輪の転舵を前記第1電動モータとは別の第2電動モータの出力によりアシストする電動パワーステアリング装置とを備える車両用操舵装置において、
前記舵角比可変装置は、
前記舵輪と一体に設けられ、前記舵輪に付与される操舵力により回転するステアリングシャフトと、
このステアリングシャフトに対して回動自在に組み込まれ、前記第1電動モータの出力により回転駆動されるとともに前記転舵輪と機械的に連結されて、前記第1電動モータの出力を前記転舵輪に伝達できる回転部材と、
前記ステアリングシャフトと前記回転部材との相対回転角を検出する回転角検出手段とを有し、
前記電動パワーステアリング装置は、前記第2電動モータの動作を制御する制御手段を有し、
前記第1電動モータおよび前記第2電動モータは1つのモジュールをなし、
前記回転角検出手段は、前記ステアリングシャフトの回転角を検出するシャフト側検出手段、および前記回転部材の回転角を検出する回転部材側検出手段の少なくとも一方を具備し、
前記シャフト側検出手段は、
前記ステアリングシャフトの外周面に設けられた雄ネジと螺合する雌ネジが設けられ、回転規制されて前記ステアリングシャフトの回転に伴い軸方向に上下動するシャフト側ナット状部材と、
前記ステアリングシャフトの外周面に組み付けられたシャフト側磁石と、
前記シャフト側ナット状部材に、周方向に90°の角度間隔を隔てて搭載された2つのシャフト側磁界検出手段とを有し、
前記シャフト側ナット状部材の上下動および前記ステアリングシャフトの回転に伴う磁束密度の変化を、前記2つのシャフト側磁界検出手段により検出することで前記ステアリングシャフトの回転角を検出し、
前記回転部材側検出手段は、
前記回転部材の外周面に設けられた雄ネジと螺合する雌ネジが設けられ、回転規制されて前記回転部材の回転に伴い軸方向に上下動する回転部材側ナット状部材と、
前記回転部材の外周面に組み付けられた回転部材側磁石と、
前記回転部材側ナット状部材に、周方向に90°の角度間隔を隔てて搭載された2つの回転部材側磁界検出手段とを有し、
前記回転部材側ナット状部材の上下動および前記回転部材の回転に伴う磁束密度の変化を、前記2つの回転部材側磁界検出手段により検出することで前記回転部材の回転角を検出し、
前記制御手段は、
前記転舵輪の舵角が機械的可動限界に達しないように、前記ステアリングシャフトの回転角および前記回転部材の回転角の少なくとも一方に対して閾値を設定し、
前記ステアリングシャフトの回転角および前記回転部材の回転角の少なくとも一方が各々に対する閾値を超えたら、前記第2電動モータへの通電量を段階的に低減することを特徴とする車両用操舵装置。 - 舵輪の操舵角と転舵輪の舵角との間の伝達比を第1電動モータの出力により可変する舵角比可変装置と、
前記転舵輪の転舵を前記第1電動モータとは別の第2電動モータの出力によりアシストする電動パワーステアリング装置とを備える車両用操舵装置の制御方法において、
前記舵角比可変装置は、
前記舵輪と一体に設けられ、前記舵輪に付与される操舵力により回転するステアリングシャフトと、
このステアリングシャフトに対して回動自在に組み込まれ、前記第1電動モータの出力により回転駆動されるとともに前記転舵輪と機械的に連結されて、前記第1電動モータの出力を前記転舵輪に伝達できる回転部材と、
前記ステアリングシャフトと前記回転部材との相対回転角を検出する回転角検出手段とを有し、
前記第1電動モータおよび前記第2電動モータは1つのモジュールをなし、
前記回転角検出手段は、前記ステアリングシャフトの回転角を検出するシャフト側検出手段、および前記回転部材の回転角を検出する回転部材側検出手段の少なくとも一方を具備し、
前記シャフト側検出手段は、
前記ステアリングシャフトの外周面に設けられた雄ネジと螺合する雌ネジが設けられ、回転規制されて前記ステアリングシャフトの回転に伴い軸方向に上下動するシャフト側ナット状部材と、
前記ステアリングシャフトの外周面に組み付けられたシャフト側磁石と、
前記シャフト側ナット状部材に、周方向に90°の角度間隔を隔てて搭載された2つのシャフト側磁界検出手段とを有し、
前記シャフト側ナット状部材の上下動および前記ステアリングシャフトの回転に伴う磁束密度の変化を、前記2つのシャフト側磁界検出手段により検出することで前記ステアリングシャフトの回転角を検出し、
前記回転部材側検出手段は、
前記回転部材の外周面に設けられた雄ネジと螺合する雌ネジが設けられ、回転規制されて前記回転部材の回転に伴い軸方向に上下動する回転部材側ナット状部材と、
前記回転部材の外周面に組み付けられた回転部材側磁石と、
前記回転部材側ナット状部材に、周方向に90°の角度間隔を隔てて搭載された2つの回転部材側磁界検出手段とを有し、
前記回転部材側ナット状部材の上下動および前記回転部材の回転に伴う磁束密度の変化を、前記2つの回転部材側磁界検出手段により検出することで前記回転部材の回転角を検出し、
前記転舵輪の舵角が機械的可動限界に達しないように、前記ステアリングシャフトの回転角および前記回転部材の回転角の少なくとも一方に対して閾値を設定し、
前記ステアリングシャフトの回転角および前記回転部材の回転角の少なくとも一方が各々に対する閾値を超えたら、前記第2電動モータへの通電量を段階的に低減することを特徴とする車両用操舵装置の制御方法。
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