JP2015171837A - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】操舵反力モータ16を有する操舵反力発生装置15と、ハンドル13に係る操舵角を検出する操舵反力モータレゾルバ45と、転舵モータ29を有する転舵装置17と、転舵輪21に係る転舵角を検出する転舵モータレゾルバ47と、ハンドル13に係る操舵角と転舵輪21の実転舵角との対応関係に係るずれの発生有無判定を行うずれ判定部61と、転舵輪21の実転舵角を、目標転舵角に追従させるように転舵モータ29の駆動制御を行う駆動制御部65と、を備える。駆動制御部65は、ずれが生じており、かつ、転舵モータ29の駆動によって転舵輪21の転舵角の修正を試みてもずれが解消しないと予測される場合に、操舵反力モータ16の駆動制御を行い、これをもって、ハンドル13に係る操舵角を修正することでずれを解消する。
【選択図】図1
Description
前記制御部は、前記ずれ判定部で前記ずれが生じている旨の判定が下され、かつ、前記操舵部材の操舵力が前記壁反力を超えた際に前記クラッチ装置が前記連結状態にされた場合に、前記操舵反力アクチュエータの駆動制御を行い、これをもって、前記操舵部材に係る操舵角を修正することで前記ずれを解消する、ことを特徴とする。
なお、操舵部材に係る操舵角を修正するために操舵反力アクチュエータの駆動制御を行う動作は、実際には、後記する(4)に係る発明に記載の通り、クラッチ装置が連結状態にされた後、切離状態にされた場合であって、クラッチ装置が切離状態にある際に実行される。クラッチ装置が連結状態にある、操舵部及び転舵部間が機械的に連結しているタイミングでは、仮に、操舵反力アクチュエータの駆動制御を行うことで操舵部材に係る操舵角を修正しても、車両の転舵輪が転舵されてしまい、中点ずれを解消できないからである。
なお、操舵部材に係る操舵角を修正するために操舵反力アクチュエータの駆動制御を行う動作が、実際には、クラッチ装置が連結状態にされた後、切離状態にされた場合であって、クラッチ装置が切離状態にある際に実行される点は、(2)に係る発明と同じである。
図1は、本発明の実施形態に係る車両用操舵装置の概略構成図である。
車両用操舵装置11は、ステア・バイ・ワイヤ(SBW)方式の操舵装置である。この車両用操舵装置11は、後記する転舵モータ29の駆動により転舵力を発生させる機能(SBWモード)、例えば後記する操舵反力モータ16の失陥時において、転舵モータ29の駆動により運転者の手動による操舵に係る補助力を発生させる電動パワーステアリング(Electronic Power steering:EPS)機能(EPSモード)、並びに、例えば操舵反力モータ16及び転舵モータ29の失陥時において、運転者の手動による操舵を行わせる機能(マニュアルステアリングモード)を有する。
ハンドル13、操舵軸23、及び、操舵反力モータ16を有する操舵反力発生装置15は、本発明の“操舵部”に相当する。
転舵軸25、ラック軸27、及び、転舵モータ29を有する転舵装置17は、本発明の“転舵部”に相当する。
電磁ソレノイド37は、励磁電流の供給によってロックピン39を引き込むように変位させることで、ロックピン39とロック用歯車33との係合を解除するように動作する。電磁ソレノイド37は、本発明の“切替アクチュエータ”に相当する。
ロック装置35は、制御装置40から送られてくる制御信号にしたがって動作するように構成される。制御装置40は、電磁ソレノイド37に励磁電流を供給することで、ロック用歯車33に対するロックピン39の係合を解除するように動作する。
太陽歯車31cの回転運動が規制された状態で、運転者がハンドル13を操作すると、操舵軸23の回転に伴って内歯歯車31aが回転する。このとき、太陽歯車31cの回転運動が規制されているため、遊星歯車31bは自転しながら太陽歯車31cの周囲を公転する。遊星歯車31bの公転によって、遊星歯車31bを軸支する遊星キャリア31d及びこの遊星キャリア31dと一体に回転する転舵軸25が回転する。
太陽歯車31cが回転自在な状態で、運転者がハンドル13を操作すると、操舵軸23の回転に伴って内歯歯車31aが回転する。このとき、遊星歯車31bは、自転しながら太陽歯車31cの周囲を公転しようとする。しかし、遊星キャリア31dには、転舵軸25及びラック軸27を介して転舵輪21a,21bが連結されている。このため、遊星キャリア31dの回転に対する抵抗力は、回転自在の状態にある太陽歯車31cの回転に対する抵抗力と比べてはるかに大きい。したがって、遊星歯車31bが自転すると、太陽歯車31cの方が回転(自転)し、遊星キャリア31dは回転しない。つまり、転舵軸25は回転しない。
制御装置40には、入力系統として、操舵角センサ41、操舵トルクセンサ43、操舵反力モータレゾルバ45、転舵モータレゾルバ47、ラックストロークセンサ49、車速センサ51、ヨーレートセンサ53、及び、加速度センサ55が接続されている。
なお、限界転舵角は、転舵機構の設計要件に従って固定的に設定される値である。
ここで、壁反力とは、転舵輪21a,21bの実転舵角が限界転舵角を超えないことを考慮して、ハンドル13の操舵力に対抗するように操舵反力モータ16の駆動によって与えられる操舵反力を意味する。“ハンドル13の操舵力が壁反力を超えた”か否かは、例えば、操舵トルクセンサ41により検出される操舵トルクが、壁反力に対応するトルクを超えたか否かに係る判定結果に基づき判定される。
なお、操舵角及び転舵角のそれぞれに係る中点情報としては、例えば、操舵角センサ41及びラックストロークセンサ49のそれぞれに係る原点位置情報(固定でもよいし、適宜更新してもよい)を採用すればよい。
また、制御装置40は、操舵反力モータレゾルバ45により検出される操舵角情報、操舵トルクセンサ43により検出される操舵力情報、及び、車速センサ51により検出される車速情報に基づいて、操舵軸23に対して与える目標となる目標操舵反力を設定する。制御装置40は、設定した目標操舵反力を実現させるように、操舵反力モータ16の駆動制御を行う。
第1の観点(請求項1に対応)に基づく車両用操舵装置11は、車両Vの転舵輪21a,21bを転舵する際に操作されるハンドル(操舵部材)13に対して操舵反力を付与する操舵反力モータ(操舵反力アクチュエータ)16を有する操舵反力発生装置(操舵部)15と、ハンドル(操舵部材)13に係る操舵角を検出する操舵反力モータレゾルバ(操舵角検出部)45と、転舵輪21a,21bを転舵するための転舵力を付与する転舵モータ(転舵アクチュエータ)29を有し、操舵反力発生装置(操舵部)15に対し機械的に切り離された状態で転舵輪21a,21bを転舵可能な転舵装置(転舵部)17と、転舵輪21a,21bに係る転舵角を検出する転舵モータレゾルバ(転舵角検出部)47と、ハンドル(操舵部材)13に係る操舵角と転舵輪21a,21bの実転舵角との対応関係に係るずれの発生有無判定を行うずれ判定部61と、転舵輪21a,21bの実転舵角を、少なくとも操舵角に基づき算出される目標転舵角に追従させるように転舵モータ(転舵アクチュエータ)29の駆動制御を行う駆動制御部(制御部)65と、を備える。
駆動制御部(制御部)65は、ずれ判定部61でずれが生じている旨の判定が下され、かつ、転舵モータ(転舵アクチュエータ)29の駆動によって転舵輪21a,21bの転舵角の修正を試みてもずれが解消しないと予測される場合に、操舵反力モータ(操舵反力アクチュエータ)16の駆動制御を行い、これをもって、ハンドル(操舵部材)13に係る操舵角を修正することでずれを解消する。
しかし、例えば、転舵輪21a,21bが縁石に突き当たっていたり溝にはまりこんでいるなど、転舵輪21a,21bの動きが拘束されている場合には、転舵輪21a,21bの転舵修正によってずれの解消を図ることができない。
そこで、前記のような場合には、ハンドル13に係る操舵角の修正によってずれの解消を図ることとした。
駆動制御部(制御部)65は、ずれ判定部61でずれが生じている旨の判定が下され、かつ、ハンドル(操舵部材)13の操舵力が壁反力を超えた際にクラッチ装置19が連結状態にされた場合に、操舵反力モータ(操舵反力アクチュエータ)16の駆動制御を行い、これをもって、ハンドル(操舵部材)13に係る操舵角を修正することでずれを解消する。
ここで、ハンドル13に係る操舵角の修正は、中点ずれが生じており、かつ、ハンドル13の操舵力が壁反力を超えた際にクラッチ装置19が連結状態にされたケースに生じる傾向があることがわかった。
そこで、前記のケースをトリガとして、中点ずれの解消手段を、転舵輪21a,21bの転舵修正から、ハンドル13に係る操舵角の修正に切り替えることとした。
なお、ハンドル(操舵部材)13に係る操舵角を修正するために操舵反力モータ(操舵反力アクチュエータ)16の駆動制御を行う動作が、実際には、クラッチ装置19が連結状態にされた後、切離状態にされた場合であって、クラッチ装置19が切離状態にある際に実行される点は、(2)に係る発明と同じである。
以上説明した実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
13 ハンドル(操舵部材)
15 操舵反力発生装置(操舵部)
16 操舵反力モータ(操舵反力アクチュエータ)
17 転舵装置(転舵部)
19 クラッチ装置
21a,21b 転舵輪
25 転舵軸(転舵部)
27 ラック軸(転舵部)
29 転舵モータ(転舵アクチュエータ)
37 電磁ソレノイド(切替アクチュエータ)
41 操舵角センサ(操舵角検出部)
45 操舵反力モータレゾルバ(操舵角検出部)
47 転舵モータレゾルバ(転舵角検出部)
49 ラックストロークセンサ(転舵角検出部)
61 ずれ判定部
65 駆動制御部(制御部)
V 車両
Claims (4)
- 車両の転舵輪を転舵する際に操作される操舵部材に対して操舵反力を付与する操舵反力アクチュエータを有する操舵部と、
前記操舵部材に係る操舵角を検出する操舵角検出部と、
前記転舵輪を転舵するための転舵力を付与する転舵アクチュエータを有し、前記操舵部に対し機械的に切り離された状態で前記転舵輪を転舵可能な転舵部と、
前記転舵輪に係る転舵角を検出する転舵角検出部と、
前記操舵角と前記転舵輪の実転舵角との対応関係に係るずれの発生有無判定を行うずれ判定部と、
前記転舵輪の実転舵角を、少なくとも前記操舵角に基づき算出される目標転舵角に追従させるように前記転舵アクチュエータの駆動制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ずれ判定部で前記ずれが生じている旨の判定が下され、かつ、前記転舵アクチュエータの駆動によって前記転舵輪の転舵角の修正を試みても前記ずれが解消しないと予測される場合に、前記操舵反力アクチュエータの駆動制御を行い、これをもって、前記操舵部材に係る操舵角を修正することで前記ずれを解消する、
ことを特徴とする車両用操舵装置。 - 車両の転舵輪を転舵する際に操作される操舵部材に対して操舵反力を付与する操舵反力アクチュエータを有する操舵部と、
前記操舵部材に係る操舵角を検出する操舵角検出部と、
前記転舵輪を転舵するための転舵力を付与する転舵アクチュエータを有し、前記操舵部に対し機械的に切り離された状態で前記転舵輪を転舵可能な転舵部と、
前記転舵輪に係る転舵角を検出する転舵角検出部と、
前記操舵角と前記転舵輪の実転舵角との対応関係に係るずれの発生有無判定を行うずれ判定部と、
前記操舵部及び前記転舵部の間を機械的な連結状態にし又は切離状態にする動作を行う切替アクチュエータを有するクラッチ装置と、
前記転舵輪の実転舵角を、少なくとも前記操舵角に基づき算出される目標転舵角に追従させるように前記転舵アクチュエータの駆動制御を行い、
前記転舵輪の実転舵角が予め定められる限界転舵角に近づくにつれて、操舵反力を増大させることで壁反力をつくりだすように前記操舵反力アクチュエータの駆動制御を行い、
前記操舵部材の操舵力が前記壁反力を超えた場合に、前記クラッチ装置を前記連結状態にするように前記切替アクチュエータの駆動制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ずれ判定部で前記ずれが生じている旨の判定が下され、かつ、前記操舵部材の操舵力が前記壁反力を超えた際に前記クラッチ装置が前記連結状態にされた場合に、前記操舵反力アクチュエータの駆動制御を行い、これをもって、前記操舵部材に係る操舵角を修正することで前記ずれを解消する、
ことを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項2に記載の車両用操舵装置であって、
前記制御部は、前記ずれ判定部で前記ずれが生じている旨の判定が下され、前記転舵アクチュエータの駆動によって前記転舵輪の転舵角の修正を試みても前記ずれが解消せず、かつ、前記操舵部材の操舵力が前記壁反力を超えた際に前記クラッチ装置が前記連結状態にされた場合に、前記操舵反力アクチュエータの駆動制御を行い、これをもって、前記操舵部材に係る操舵角を修正することで前記ずれを解消する、
ことを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項2又は3に記載の車両用操舵装置であって、
前記制御部は、前記クラッチ装置が前記連結状態にされた後、前記切離状態にされた場合であって、当該クラッチ装置が当該切離状態にある際に、前記操舵反力アクチュエータの駆動制御を行い、これをもって、前記操舵部材に係る操舵角を修正することで前記ずれを解消する、
ことを特徴とする車両用操舵装置。
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