JP2016203799A - 操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ベルト等の無端部材の張力を変化可能な操舵装置を提供する。
【解決手段】軸方向に移動することで車輪を転舵するラック軸と、ナットを有し、ナットの回転運動をラック軸の軸方向の運動に変換するボールねじ20と、回転運動するモータ駆動軸32を有するモータ31と、モータ駆動軸32及びナットの間に掛け渡され、モータ駆動軸32の回転運動をナットに伝達する無端のベルト43と、ベルト43の張力を変化させる張力変化装置50と、を備え、張力変化装置50は、ベルト43に接触する接触片71と、接触片71を移動させることでベルト43の張力を変化させるソレノイドアクチュエータ60と、を備える。
【選択図】図3
【解決手段】軸方向に移動することで車輪を転舵するラック軸と、ナットを有し、ナットの回転運動をラック軸の軸方向の運動に変換するボールねじ20と、回転運動するモータ駆動軸32を有するモータ31と、モータ駆動軸32及びナットの間に掛け渡され、モータ駆動軸32の回転運動をナットに伝達する無端のベルト43と、ベルト43の張力を変化させる張力変化装置50と、を備え、張力変化装置50は、ベルト43に接触する接触片71と、接触片71を移動させることでベルト43の張力を変化させるソレノイドアクチュエータ60と、を備える。
【選択図】図3
Description
本発明は、操舵装置に関する。
ベルトラックアシスト式の操舵装置では、モータ出力軸に固定された駆動プーリと、ボールねじのナットに固定された従動プーリとの間に、ベルトが掛け渡されている。ボールねじは、従動プーリの回転運動をラック軸の直線運動に変換するものである。ベルトの張力は、圧縮コイルばねの弾性力によって所定値(固定値)に設定される(特許文献1〜3参照)。
しかしながら、特許文献1〜3では、初期設定後においてベルトの張力を能動的に調整することは不可能であった。
そこで、本発明は、ベルト等の無端部材の張力を変化可能な操舵装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための手段として、本発明は、軸方向に移動することで車輪を転舵する転舵軸と、従動回転部を有し、当該従動回転部の回転運動を前記転舵軸の軸方向の運動に変換する変換部材と、回転運動するモータ駆動軸を有するモータと、前記モータ駆動軸及び前記従動回転部の間に掛け渡され、前記モータ駆動軸の回転運動を前記従動回転部に伝達する無端の無端部材と、前記無端部材の張力を変化させる張力変化装置と、を備え、前記張力変化装置は、前記無端部材に接触する接触部と、前記接触部を移動させることで前記無端部材の張力を変化させる駆動部と、を備える、操舵装置である。
このような構成によれば、駆動部が接触部を移動させることで、無端部材の張力を能動的に変化させることができる。
また、前記駆動部は、ソレノイドアクチュエータである、構成としてもよい。
また、前記モータ駆動軸に固定された駆動プーリと、前記従動回転部に固定された従動プーリと、を備え、前記無端部材は、ベルトであって、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け渡されている、構成としてもよい。
また、前記張力変化装置を2以上備える、構成としてもよい。
また、前記転舵軸のストローク限界状態である場合における前記無端部材の張力が、前記転舵軸のストローク中心状態である場合における前記無端部材の張力よりも大きくなるように、前記駆動部を制御する制御部を備える、構成としてもよい。
また、前記モータへの通電電流値が大きいほど、前記無端部材の張力が大きくなるように、前記駆動部を制御する制御部を備える、構成としてもよい。
本発明によれば、ベルト等の無端部材の張力を変化可能な操舵装置を提供することができる。
≪第1実施形態≫
本発明の第1実施形態について図1〜図7を参照して説明する。
本発明の第1実施形態について図1〜図7を参照して説明する。
≪操舵装置の構成≫
操舵装置100は、運転者がステアリングホイール111(操作部材)に入力した操作量に基づいて、車両(四輪車)の前輪133(転舵輪)を転舵する装置である。また、操舵装置100は、電動式のモータ31の発生したアシスト力がベルト伝達装置40を介してラック軸10(転舵軸)に入力されるラックアシスト式の電動パワーステアリング装置である。
操舵装置100は、運転者がステアリングホイール111(操作部材)に入力した操作量に基づいて、車両(四輪車)の前輪133(転舵輪)を転舵する装置である。また、操舵装置100は、電動式のモータ31の発生したアシスト力がベルト伝達装置40を介してラック軸10(転舵軸)に入力されるラックアシスト式の電動パワーステアリング装置である。
操舵装置100は、ステアリングホイール111と、コラム軸112と、トーションバー113と、ピニオン軸121と、ラック軸10と、を備えている。また、操舵装置100は、ボールねじ20(変換部材)と、モータ31と、ベルト伝達装置40と、2つの張力変化装置50と、これらを収容するハウジング80と、を備えている。また、操舵装置100は、舵角センサ等と、ECU150(Electronic Control Unit、制御部)と、を備えている。
<ステアリングホイール>
ステアリングホイール111は、車両を操舵するために運転者が操作する操作部材である。
ステアリングホイール111は、車両を操舵するために運転者が操作する操作部材である。
<コラム軸>
コラム軸112は、細長棒状の部材であり、軸受(図示しない)を介して車体に回転自在に支持されている。コラム軸112の上端(一端)は、ステアリングホイール111に連結されており、コラム軸112はステアリングホイール111と一体で回転する。
コラム軸112は、細長棒状の部材であり、軸受(図示しない)を介して車体に回転自在に支持されている。コラム軸112の上端(一端)は、ステアリングホイール111に連結されており、コラム軸112はステアリングホイール111と一体で回転する。
<トーションバー>
トーションバー113は、捩れ可能な棒状の部材であって、コラム軸112の下端とピニオン軸121の上端とを連結している。そして、トーションバー113は、ステアリングホイール111の操作量(舵角、舵角速度)に対応して捩れ、トーションバー113において操舵トルクが発生するようになっている。
トーションバー113は、捩れ可能な棒状の部材であって、コラム軸112の下端とピニオン軸121の上端とを連結している。そして、トーションバー113は、ステアリングホイール111の操作量(舵角、舵角速度)に対応して捩れ、トーションバー113において操舵トルクが発生するようになっている。
<ピニオン軸>
ピニオン軸121は、細長棒状の部材であり、軸受(図示しない)を介して車体に回転自在に支持されている。ピニオン軸121はステアリングホイール111からの操舵力をラック軸10に伝達する軸であり、ピニオン軸121の下端に形成されたピニオン歯122は後記するラック歯11に噛合している。ピニオン歯122とラック歯11とでラックピニオン機構が構成されている。
ピニオン軸121は、細長棒状の部材であり、軸受(図示しない)を介して車体に回転自在に支持されている。ピニオン軸121はステアリングホイール111からの操舵力をラック軸10に伝達する軸であり、ピニオン軸121の下端に形成されたピニオン歯122は後記するラック歯11に噛合している。ピニオン歯122とラック歯11とでラックピニオン機構が構成されている。
<ラック軸>
ラック軸10は、左右方向(車幅方向)に延びる軸線O1に沿って往復運動する細長棒状の部材である。ラック軸10は、樹脂製の円筒状のブッシュ(図示しない)を介して、ハウジング80(図2参照)に摺動自在に収容されている。ラック軸10には、前記したピニオン歯122に噛合するラック歯11が形成されている。
ラック軸10は、左右方向(車幅方向)に延びる軸線O1に沿って往復運動する細長棒状の部材である。ラック軸10は、樹脂製の円筒状のブッシュ(図示しない)を介して、ハウジング80(図2参照)に摺動自在に収容されている。ラック軸10には、前記したピニオン歯122に噛合するラック歯11が形成されている。
ラック軸10の各端(左端、右端)にはラックエンド131が固定され、各ラックエンド131は、タイロッド132、ナックル(図示しない)を介して、前輪133に連結されている。そして、ラック軸10がその中立位置(図5、図6等参照)から軸方向(左右方向)に移動すると、前輪133が転舵されるようになっている。なお、中立位置において、ラック軸10のストローク量は0であり、操舵角も0である。
ラックエンド131は、ハウジング80に突き当たることでラック軸10の移動を規制するストッパである。ラックエンド131とタイロッド132との間にはボールジョイントが形成されている。左右の前輪133にはトー角が設定されており、運転者によるステアリングホイール111の把持力が小さくなると、ラック軸10が中立位置に戻るようになっている。
<ボールねじ>
ボールねじ20は、軸線O1を中心する回転運動を、軸線O1に沿った軸方向の運動に変換する変換部材である。ボールねじ20は、ラック軸10の中間位置に同軸で部分的に形成されたねじ棒21と、ねじ棒21に螺合するナット22(従動回転部)と、ねじ棒21及びナット22の間を転動する複数のボール23と、を備えている。
ボールねじ20は、軸線O1を中心する回転運動を、軸線O1に沿った軸方向の運動に変換する変換部材である。ボールねじ20は、ラック軸10の中間位置に同軸で部分的に形成されたねじ棒21と、ねじ棒21に螺合するナット22(従動回転部)と、ねじ棒21及びナット22の間を転動する複数のボール23と、を備えている。
そして、ナット22が回転すると、ナット22の回転方向に対応して、ねじ21棒及びラック軸10が軸方向に移動するようになっている。
<モータ>
モータ31は、前輪133を操舵するためのアシスト力(補助力)を発生する電動式の動力源である。すなわち、モータ31は、ECU150の指令に従って回転運動するモータ駆動軸32を備えている。詳細には、モータ31は、インバータを介して直流電源(図示しない)に接続されており、ECU150がインバータを制御すると三相交流電流が発生し、三相交流電流がモータ31に供給され、モータ31が駆動、つまり、モータ駆動軸32が回転するようになっている。
モータ31は、前輪133を操舵するためのアシスト力(補助力)を発生する電動式の動力源である。すなわち、モータ31は、ECU150の指令に従って回転運動するモータ駆動軸32を備えている。詳細には、モータ31は、インバータを介して直流電源(図示しない)に接続されており、ECU150がインバータを制御すると三相交流電流が発生し、三相交流電流がモータ31に供給され、モータ31が駆動、つまり、モータ駆動軸32が回転するようになっている。
<ベルト伝達装置>
ベルト伝達装置40は、モータ31の回転運動をナット22に伝達するベルト式の伝達装置である。ベルト伝達装置40は、モータ駆動軸32に同軸で固定された駆動プーリ41と、ナット22に同軸で固定された従動プーリ42と、ベルト43(無端部材)と、を備えている。
ベルト伝達装置40は、モータ31の回転運動をナット22に伝達するベルト式の伝達装置である。ベルト伝達装置40は、モータ駆動軸32に同軸で固定された駆動プーリ41と、ナット22に同軸で固定された従動プーリ42と、ベルト43(無端部材)と、を備えている。
駆動プーリ41の外周面には、軸方向(左右方向)に延びると共に周方向に複数形成された駆動プーリ歯41aが形成されている。これにより、駆動プーリ41及びベルト43との間でスリップせず、動力が駆動プーリ41からベルト43に良好に伝達するようになっている。
従動プーリ42の外周面には、軸方向(左右方向)に延びると共に周方向に複数形成された従動プーリ歯42aが形成されている。これにより、従動プーリ42及びベルト43との間でスリップせず、動力がベルト43から従動プーリ42に良好に伝達するようになっている。
従動プーリ42の外径は、駆動プーリ41の外径よりも大きく、従動プーリ歯42aの歯数は、駆動プーリ歯41aの歯数よりも多い。これにより、駆動プーリ41の回転速度が大幅に減速されて従動プーリ42に伝達するようになっている。
<ベルト>
ベルト43は、駆動プーリ41(モータ駆動軸32)及び従動プーリ42(ナット22)の間に掛け渡された無端部材であり、駆動プーリ41の回転運動を従動プーリ42に伝達する無端の帯状体である。ベルト43は、例えば、ゴム製、ポリウレタン製である。ベルト43の内周面には、駆動プーリ歯41a及び従動プーリ歯42aと係合するベルト歯(図示しない)が形成されている。
ベルト43は、駆動プーリ41(モータ駆動軸32)及び従動プーリ42(ナット22)の間に掛け渡された無端部材であり、駆動プーリ41の回転運動を従動プーリ42に伝達する無端の帯状体である。ベルト43は、例えば、ゴム製、ポリウレタン製である。ベルト43の内周面には、駆動プーリ歯41a及び従動プーリ歯42aと係合するベルト歯(図示しない)が形成されている。
ベルト43の張力は、後記するように、張力変化装置50によって変化するようになっている。ここで、ベルト43の張力が小さくなると、ベルト43と駆動プーリ41又は従動プーリ42との間におけるフリクション(摩擦)が小さくなり、ラック軸10が軸方向に移動し易くなる。これに対して、ベルト43の張力が大きくなると、ベルト43と駆動プーリ41又は従動プーリ42との間におけるフリクション(摩擦)が大きくなり、歯飛びトルクが大きくなる。歯飛びトルクとは、ベルト43と駆動プーリ41又は従動プーリ42との間において歯飛び(スリップ)が発生するモータ31のトルクである。
<張力変化装置>
2つの張力変化装置50は、ベルト43の張力を変化させる装置である。このように2つの張力変化装置50を備えることにより、これを構成するソレノイドアクチュエータ60等の小型化が図られている。ただし、張力変化装置50の数は、1つでもよいし3つ以上でもよい。
2つの張力変化装置50は、ベルト43の張力を変化させる装置である。このように2つの張力変化装置50を備えることにより、これを構成するソレノイドアクチュエータ60等の小型化が図られている。ただし、張力変化装置50の数は、1つでもよいし3つ以上でもよい。
2つの張力変化装置50は、ベルト43の走行方向において、例えば駆動プーリ41を基準として上流側(ベルト43の導入側)と下流側(ベルト43の導出側)とに振り分けて配置されている。すなわち、2つの張力変化装置50は、駆動プーリ41及び従動プーリ42の間において、ベルト43を外周面側から挟持するように配置されている。これにより、ベルト43の走行方向、つまり、駆動プーリ41(モータ31)の回転方向に関わらず、ベルト43に同様に張力が付与されるようになっている。
各張力変化装置50は、接触片71(接触部)と、ソレノイドアクチュエータ60(駆動部)と、を備えている。
<接触片>
接触片71は、ベルト43の外周面に摺接(接触)しつつ、ベルト43の内側へ押しつけ程度を変化させることで、駆動プーリ41及び従動プーリ42の間におけるベルト43の走行経路を変化させ、ベルト43の張力を変化させるものである。内側とは、ベルト43の走行面と垂直な方向における駆動プーリ41側(従動プーリ42側)を意味する。
接触片71は、ベルト43の外周面に摺接(接触)しつつ、ベルト43の内側へ押しつけ程度を変化させることで、駆動プーリ41及び従動プーリ42の間におけるベルト43の走行経路を変化させ、ベルト43の張力を変化させるものである。内側とは、ベルト43の走行面と垂直な方向における駆動プーリ41側(従動プーリ42側)を意味する。
接触片71は、図2に示すように、ベルト43の走行方向が長手である細長の板状片であり、その両端部分がベルト43から遠ざかるように若干湾曲している。これにより、接触片71がベルト43に押し付けられ、ベルト43が接触片71を節として屈曲しながら走行しても、ベルト43が接触片71の各端に引っ掛からないようになっている。
<ソレノイドアクチュエータ>
ソレノイドアクチュエータ60は、ECU150の指令に従って、ソレノイド(コイル)を励磁させ、ベルト43の走行面と垂直な方向において接触片71を移動させる駆動装置である。ソレノイドアクチュエータ60は、前記した垂直な方向に延び先端に接触片71が固定された棒状のロッド61と、ロッド61が固定された可動コア(プランジャ)と、固定コアと、戻しばねと、ソレノイド(いずれも図示しない)と、を備えている。なお、ソレノイドアクチュエータ60は、そのフランジ部62がボルトによってハウジング80に締結されることで固定されている。
ソレノイドアクチュエータ60は、ECU150の指令に従って、ソレノイド(コイル)を励磁させ、ベルト43の走行面と垂直な方向において接触片71を移動させる駆動装置である。ソレノイドアクチュエータ60は、前記した垂直な方向に延び先端に接触片71が固定された棒状のロッド61と、ロッド61が固定された可動コア(プランジャ)と、固定コアと、戻しばねと、ソレノイド(いずれも図示しない)と、を備えている。なお、ソレノイドアクチュエータ60は、そのフランジ部62がボルトによってハウジング80に締結されることで固定されている。
可動コア、固定コアは磁性体で形成されている。ソレノイドは固定コアを巻回すると共に駆動回路を介して電源に接続されている。そして、ECU150が駆動回路を制御しソノレノイドに通電すると、固定コアが励磁して吸引力(又は反発力)を発生し、この吸引力(又は反発力)によって可動コアが移動し、ロッド61の突出量が増加(変化)するようになっている。ロッド61の突出量が増加すると、接触片71のベルト43への押し付け量が増加し、ベルト43の張力が大きくなる関係となっている。戻しばねは、接触片71がベルト43から離れ、固定コアが初期位置に戻るように付勢する付勢手段である。
また、ここでは、ソレノイドアクチュエータ60は、比例ソノレノイドを備えている。比例ソレノイドは、ソレノイドを通電するソレノイド電流値に対応して可動コアの位置を任意に制御可能なものである。なお、ソレノイド電流値が大きくなると、ロッド61の突出量が増加し、ベルト43の張力が大きくなる関係となっている。
<舵角センサ等>
舵角センサ141は、コラム軸112(ステアリングホイール111)の舵角の向き及び大きさを検出し、ECU150に出力するようになっている。
舵角センサ141は、コラム軸112(ステアリングホイール111)の舵角の向き及び大きさを検出し、ECU150に出力するようになっている。
トルクセンサ142は、トーションバー113で発生した操舵トルクの向き及び大きさを検出し、ECU150に出力するようになっている。
ストロークセンサ143は、ラック軸10の中立位置からのストローク量を検出し、ECU150に出力するようになっている。なお、ラック軸10のストローク量とピニオン軸121の回転角、前輪133の舵角とは、相関関係を有しているので、回転角や舵角に基づいて間接的にストローク量を検出(算出)する構成としてもよい。
<ECU>
ECU150は、操舵装置100を電子制御する制御装置であり、CPU、ROM、RAM、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されている。そして、ECU150は、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種処理を実行し、各種機器を制御するようになっている。
ECU150は、操舵装置100を電子制御する制御装置であり、CPU、ROM、RAM、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されている。そして、ECU150は、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種処理を実行し、各種機器を制御するようになっている。
<モータ制御機能>
ECU150(モータ制御手段)は、トルクセンサ142の検出する操舵トルクと、図5のトルク−電流値マップとに基づいて、モータ電流値を算出し、モータ31を制御する機能を備えている。モータ電流値は、図示しない電源からモータ31に供給する電流値である。
ECU150(モータ制御手段)は、トルクセンサ142の検出する操舵トルクと、図5のトルク−電流値マップとに基づいて、モータ電流値を算出し、モータ31を制御する機能を備えている。モータ電流値は、図示しない電源からモータ31に供給する電流値である。
トルク−電流値マップは、操舵トルクとモータ電流値とが関連付けられたマップであり、事前試験等によって求められ、ECU150に予め記憶されている。図5に示すように、操舵トルクとモータ電流値とは比例関係であり、操舵トルクが大きくなるにつれてモータ電流値が大きくなる関係となっている。
<ソレノイド制御機能(張力制御機能)>
ECU150(ソレノイド(張力)制御手段)は、ストロークセンサ143の検出するラック軸10のストローク量と、図6のストローク量−ソレノイド電流値マップとに基づいて、ソレノイド電流値を算出し、ソレノイドアクチュエータ60を制御する機能を備えている。ソレノイド電流値は、図示しない電源からソレノイドアクチュエータ60に供給する電流値である。
ECU150(ソレノイド(張力)制御手段)は、ストロークセンサ143の検出するラック軸10のストローク量と、図6のストローク量−ソレノイド電流値マップとに基づいて、ソレノイド電流値を算出し、ソレノイドアクチュエータ60を制御する機能を備えている。ソレノイド電流値は、図示しない電源からソレノイドアクチュエータ60に供給する電流値である。
ストローク量−ソレノイド電流値マップは、ストローク量とソレノイド電流値とが関連付けられたマップであり、事前試験等によって求められ、ECU150に予め記憶されている。図6に示すように、左操舵側、右操舵側において、中立状態(ストローク量:0)から所定ラック軸ストローク量以下の範囲ではソレノイド電流値は0である。そして、所定ラック軸ストローク量以上の範囲では、ラック軸ストローク量が大きくなり操舵限界に近づくにつれて、ソレノイド電流値が大きくなる関係となっている。
ここで、ソレノイド電流値が大きくなると、ソレノイドストローク量、つまり、ロッド61の突出長さが大きくなる関係となっている。そして、ソレノイドストローク量が大きくなると、接触片71のベルト43への押し付け量が大きくなり、ソレノイドアクチュエータ60によるベルトの張力が大きくなる関係となっている(図7参照)。なお、ベルト43には、ソレノイドアクチュエータ60による張力の他、初期状態の張力と、モータ31の回転に起因する張力とが発生している。また、ベルト43の使用時間が長くなるとベルト43が徐々に伸び、初期状態における張力が小さくなるので、ベルト43の使用時間が長くなるにつれて、ソレノイドストローク量が大きくなるように補正する構成としてもよい。
すなわち、図7に示すように、ストローク量(変位量)が大きくなりラック軸10が操舵限界状態(ストローク限界状態)である場合におけるベルト43の張力は、ラック軸10がストローク中心状態(中立状態)である場合におけるベルト43の張力よりも大きくなるように、ソレノイドアクチュエータ60が制御される。
<切り増し判定機能>
ECU150(切り増し判定手段)は、ステアリングホイール111の操作状態が切り増し状態であるか否か判定する。切り増し状態とは、ステアリングホイール111の中立状態を0°として、ステアリングホイール111の左操舵側又は右操舵側の舵角が増加している状態を意味する。切り増し状態でない状態は、切り戻し状態であり、左操舵側又は右操舵側の舵角が減少している状態を意味する。
ECU150(切り増し判定手段)は、ステアリングホイール111の操作状態が切り増し状態であるか否か判定する。切り増し状態とは、ステアリングホイール111の中立状態を0°として、ステアリングホイール111の左操舵側又は右操舵側の舵角が増加している状態を意味する。切り増し状態でない状態は、切り戻し状態であり、左操舵側又は右操舵側の舵角が減少している状態を意味する。
具体的には、ECU150は、舵角センサ141の検出するコラム軸112(ステアリングホイール111)の舵角が所定時間において増加している場合、切り増し状態であると判定するように構成されている、
≪操舵装置の動作、効果≫
操舵装置100の動作、効果を説明する。
操舵装置100の動作、効果を説明する。
ステップS101において、ECU150は、トルクセンサ142の検出する操舵トルクと、図5のトルク−電流値マップとに基づいて、モータ電流値を算出し、これに従ってモータ31を制御する。ここで、モータ電流値が大きくなると、アシスト力が大きくなると共に、ラック軸10のストローク量が大きくなり、操舵限界に近づくことになる。
ステップS102において、ECU150は、切り増し状態であるか否か判定する。
切り増し状態であると判定した場合(S102・Yes)、ECU150の処理はステップS103に進む。切り増し状態でないと判定した場合(S102・No)、ECU150の処理はステップS104に進む。なお、ステップS104に進む場合、切り戻し状態である。
切り増し状態であると判定した場合(S102・Yes)、ECU150の処理はステップS103に進む。切り増し状態でないと判定した場合(S102・No)、ECU150の処理はステップS104に進む。なお、ステップS104に進む場合、切り戻し状態である。
ステップS103において、ECU150は、ストロークセンサ143の検出するラック軸10のストローク量と、図6のストローク量−ソレノイド電流値とに基づいて、ソレノイド電流値を算出し、これに従って2つのソレノイドアクチュエータ60を同様に制御する。その他、ソレノイド電流値が所定値以下の場合、1つのソレノイドアクチュエータ60を駆動させ、所定値よりも大きい場合、2つのソレノイドアクチュエータ60を駆動する構成としてもよい。その他、ベルト43の走行方向に対応して、例えば、駆動プーリ41のベルト導入側のソレノイドアクチュエータ60を優先的に駆動させる構成としてもよい。
そうすると、図7に示すように、ラック軸10が操舵限界状態である場合におけるベルト43の張力は、ラック軸10がストローク中立状態である場合におけるベルト43の張力よりも大きくなる。
このようにして、ラック軸10が操舵限界状態である場合、ベルト43の張力が大きくなるので、ベルト43と駆動プーリ41又は従動プーリ42との間で、歯飛び(スリップ)し難くなる。これにより、モータ31で発生したアシスト力が、ベルト伝達装置40を介して、ボールねじ20に良好に伝達する。
一方、ラック軸10がストローク中立状態である場合、ソレノイドアクチュエータ60によるベルト張力は0である。これにより、ベルト43と駆動プーリ41又は従動プーリ42との間におけるフリクションが小さくなり、ラック軸10が軸方向に移動し易くなる。したがって、ステアリングホイール111が回転し易くなり、操舵フィーリングが軽くなる。
この場合において、ベルト43の実際張力を検出し、目標張力と実際張力との差分を算出し、この差分が小さくなるように次回制御に反映させるフィードバック制御としてもよい。ここで、例えば、実際張力が大きくなると、フリクションが大きくなって、モータ31への負荷が大きくなり、モータ31の印加電圧が大きくなるから、モータ31の印加電圧に基づいて、ベルト43の実際張力は推定される。
その後、ECU150の処理は、リターンを通ってスタートに戻る。
ステップS104において、ECU150は、ソレノイドアクチュエータ60をOFFする。そうすると、ロッド61が縮退し、接触片71がベルト43から離間し、ソレノイドアクチュエータ60による張力は0となる。これにより、ベルト43と駆動プーリ41又は従動プーリ42との間におけるフリクションは最小となり、ラック軸10は軸方向に移動し易くなる。したがって、ラック軸10、ステアリングホイール111等の中立位置への戻り性が向上する。
その後、ECU150の処理は、リターンを通ってスタートに戻る。
≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。
前記した実施形態では、無端部材がベルトである構成を例示したが、その他に例えば、チェーンである構成でもよい。この場合、モータ駆動軸32に駆動スプロケットが固定され、ナット22に従動スプロケットが固定されることになる。
前記した実施形態では、回転運動を軸方向運動に変換する変換部材がボールねじ20である構成を例示したが、その他に例えば、送りねじ(フィードスクリュー、台形ねじ)である構成でもよい。その他に例えば、ラック軸10の外周面に螺旋状の螺旋溝が形成された円筒カムを固定し、従動プーリ42の内周面に前記螺旋溝を摺動するスライダを形成し、従動プーリ42がラック軸10に対して相対回転すると、スライダが螺旋溝を摺動し、ラック軸10が軸方向に移動する構成としてもよい。
前記した実施形態では、接触片71がベルト43の外周面に接触してベルト43を内側に押し付け、駆動プーリ41及び従動プーリ42の間における走行経路を長くすることで、ベルト43の張力を高める構成を例示したが、その他に例えば、接触片71がベルト43の内周面に接触しベルト43を外側に押し広げることでベルト43の張力を高める構成としてもよい。
前記した実施形態では、接触片71がベルト43の外周面に摺接する構成を例示したが、その他に例えば、回転自在な接触ローラ(押付ローラ)がベルト43の外周面に押し付けられる構成としてもよい。この場合、ベルト43の走行に伴って前記接触ローラが回転するので、ベルト43の耐久性が向上する。
前記した実施形態では、操舵装置100がラックピニオン式である構成を例示したが、その他に例えば、ボールナット式でもよい。操舵装置100がボールナット式である場合、車輪を転舵するために車幅方向に移動する転舵軸は、車幅方向に延びるステアリングシャフトで構成される
前記した実施形態では、コラム軸112とピニオン軸121とがトーションバー113を介して機械的に接続された操舵装置100を例示したが、ステアリングホイール111等の入力側の入力装置と、出力側の操舵軸とが機械的に接続されないステアバイワイヤ式の操舵装置でもよい。また、操舵装置は、後輪のトー角を制御するリヤトー操舵装置である構成でもよい。
前記した実施形態では、ソレノイドアクチュエータ60が比例ソレノイドを備え、接触片71の押し付け量及びベルト43の張力が無段階で変化する構成を例示したが、その他に例えば、通電の有無によってロッド61の突出量が2段階で変化するON/OFFソレノイドアクチュエータ60を使用してもよい。また、ロッド61の突出量が3段階、4段階等の多段階で変化する多段ソレノイドアクチュエータ60を使用してもよい。
その他に例えば、駆動部として回転角を制御可能なステッピングモータを使用し、ステッピングモータの回転運動をボールねじでロッド61の軸方向の運動に変換する構成としてもよい。
その他に例えば、駆動部として回転角を制御可能なステッピングモータを使用し、ステッピングモータの回転運動をボールねじでロッド61の軸方向の運動に変換する構成としてもよい。
≪第2実施形態≫
本発明の第2実施形態について、図8〜図9を参照して説明する。なお、第1実施形態と異なる部分を説明する。
本発明の第2実施形態について、図8〜図9を参照して説明する。なお、第1実施形態と異なる部分を説明する。
第2実施形態において、ECU150は、モータ電流値(指令値又は実測値)と、図8のモータ電流値−ソレノイド電流値マップとに基づいて、ソレノイド電流値を算出し、ソレノイドアクチュエータ60を制御する機能を備えている。
モータ電流値−ソレノイド電流値マップは、モータ電流値とソレノイド電流値とが関連付けられたマップであり、事前試験等によって求められ、ECU150に予め記憶されている。図8に示すように、左操舵側、右操舵側において、中立状態(モータ電流値:0)ではソレノイド電流値は0である。そして、モータ電流値が大きくなるにつれて、ソレノイド電流値が大きくなる関係となっている。これにより、モータ電流値が大きくなるにつれて、ソレノイドアクチュエータ60によるベルトの張力が大きくなる関係となっている(図9参照)。
10 ラック軸(転舵軸)
20 ボールねじ(変換部材)
22 ナット(従動回転部)
31 モータ
32 モータ駆動軸(駆動回転部)
40 ベルト伝達装置
41 駆動プーリ
42 従動プーリ
43 ベルト(無端部材)
50 張力変化装置
60 ソレノイドアクチュエータ(駆動部)
71 接触片(接触部)
100 操舵装置
150 ECU(制御部)
20 ボールねじ(変換部材)
22 ナット(従動回転部)
31 モータ
32 モータ駆動軸(駆動回転部)
40 ベルト伝達装置
41 駆動プーリ
42 従動プーリ
43 ベルト(無端部材)
50 張力変化装置
60 ソレノイドアクチュエータ(駆動部)
71 接触片(接触部)
100 操舵装置
150 ECU(制御部)
Claims (6)
- 軸方向に移動することで車輪を転舵する転舵軸と、
従動回転部を有し、当該従動回転部の回転運動を前記転舵軸の軸方向の運動に変換する変換部材と、
回転運動するモータ駆動軸を有するモータと、
前記モータ駆動軸及び前記従動回転部の間に掛け渡され、前記モータ駆動軸の回転運動を前記従動回転部に伝達する無端の無端部材と、
前記無端部材の張力を変化させる張力変化装置と、
を備え、
前記張力変化装置は、前記無端部材に接触する接触部と、前記接触部を移動させることで前記無端部材の張力を変化させる駆動部と、を備える、操舵装置。 - 前記駆動部は、ソレノイドアクチュエータである、請求項1に記載の操舵装置。
- 前記モータ駆動軸に固定された駆動プーリと、
前記従動回転部に固定された従動プーリと、
を備え、
前記無端部材は、ベルトであって、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け渡されている、請求項1又は請求項2に記載の操舵装置。 - 前記張力変化装置を2以上備える、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の操舵装置。
- 前記転舵軸のストローク限界状態である場合における前記無端部材の張力が、前記転舵軸のストローク中心状態である場合における前記無端部材の張力よりも大きくなるように、前記駆動部を制御する制御部を備える、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の操舵装置。
- 前記モータへの通電電流値が大きいほど、前記無端部材の張力が大きくなるように、前記駆動部を制御する制御部を備える、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の操舵装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015087790A JP2016203799A (ja) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | 操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015087790A JP2016203799A (ja) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | 操舵装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2016203799A true JP2016203799A (ja) | 2016-12-08 |
Family
ID=57486525
Family Applications (1)
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JP2015087790A Pending JP2016203799A (ja) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | 操舵装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2016203799A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018074221A1 (ja) | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 株式会社ダイセル | シート状プリプレグ |
-
2015
- 2015-04-22 JP JP2015087790A patent/JP2016203799A/ja active Pending
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WO2018074221A1 (ja) | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 株式会社ダイセル | シート状プリプレグ |
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