JP2017210213A - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両用操舵装置11は、ハンドル13及び操舵反力モータ16を有する操舵反力発生装置15と、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を有し、操舵反力発生装置15に対し機械的に切り離された状態で転舵輪21を転舵可能な転舵装置17と、転舵角を検出する転舵モータレゾルバ47と、転舵モータ29の駆動制御を行う駆動制御部63と、車両10の車速を検出する車速センサ51と、を備える。駆動制御部63は、イグニッションスイッチ55のオン後に車速Vが所定の車速閾値Vthを初めて超えており、かつ、位相ずれの種別・大きさに基づく特定の位相ずれが生じている場合に、転舵モータ29の駆動制御を行う。
【選択図】図1
Description
位相ずれは、例えば、転舵輪が道路の縁石に突き当たっていたり、側溝にはまりこんでいる等、転舵輪の動きが拘束されている際に、強い操舵力でハンドル操作を行った場合等に生じる。
駆動制御部は、位相ずれが生じており、かつ、転舵モータの駆動によって転舵輪に係る転舵角の修正を試みても位相ずれが解消しないと予測される場合に、操舵反力モータの駆動制御を行い、これをもって、ハンドルに係る操舵角を修正することで位相ずれを解消する。
この点、特許文献1に係るSBW方式の車両用操舵装置は、位相ずれの種別・大きさに基づく特定の位相ずれが生じた場合に、この特定の位相ずれを抑制することについて開示も示唆もしていない。
前記制御部は、イグニッションスイッチのオン後に前記車速が所定の車速閾値を初めて超えており、かつ、前記操舵角と前記転舵角との対応関係に関する特定の位相ずれが生じている場合に、前記転舵アクチュエータの駆動制御を行い、これをもって、前記転舵輪に係る転舵角を前記操舵部材に係る操舵角に整合させるように修復する。
ここで、位相ずれの種別・大きさに基づく特定の位相ずれとは、運転者に与える違和感が(運転に支障を来す程度に)比較的大きい位相ずれを想定している。また、所定の車速閾値としては、例えば、徐行速度程度の比較的低い車速を適宜設定すればよい。
なお、イグニッションスイッチのオン後に車速が所定の車速閾値を初めて超えた場合に、特定の位相ずれを抑制するための動作を行うのは、次の理由による。すなわち、車両が動いている最中に転舵輪に係る転舵角を操舵部材に係る操舵角に整合させるように修復すると、車両の停止時に前記の修復を行うのと比べて、転舵アクチュエータの駆動トルクを小さく抑えることができる。また、転舵部付近の点検等が点検員によって行われているかもしれない車両の停止時を避けるという側面もある。ただし、転舵輪に係る転舵角を操舵部材に係る操舵角に整合させるように修復するとは、転舵輪に係る転舵角を操舵部材に係る操舵角に整合させるように近づける(修復後、整合していない状態である)概念を含む。
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の失陥時やイグニッションスイッチ55のオフ時において、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。
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、イグニッションスイッチ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)を適宜採用すればよい。
一方、ステップS11の判定の結果、イグニッションスイッチ55がオンされた旨の判定が下された場合(ステップS11の“Yes”)、制御装置40は、処理の流れを次のステップS12へと進ませる。
一方、ステップS13の判定の結果、クラッチ装置19が切離状態(SBWモード)に切替えられた旨の判定が下された場合(ステップS13の“Yes”)、制御装置40は、処理の流れをステップS15へとジャンプさせる。
一方、ステップS15の判定の結果、車速Vが車速閾値Vthを(初めて)超えた旨の判定が下された場合(ステップS15の“Yes”)、制御装置40は、処理の流れを次のステップS16へと進ませる。
一方、ステップS16の判定の結果、位相ずれが生じている旨の判定が下された場合(ステップS16の“Yes”)、制御装置40は、処理の流れを次のステップS17へと進ませる。
一方、ステップS17の判定の結果、位相ずれは逆位相ずれである旨の判定が下された場合(ステップS17の“Yes”)、制御装置40は処理の流れを次のステップS18へと進ませる。
次に、本発明の実施形態に係る車両用操舵装置11の作用効果について説明する。
第1の観点((1)に係る発明に対応)に基づく車両用操舵装置11は、車両10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、転舵モータ29の駆動制御を行う駆動制御部(制御部)65と、車両10の車速を検出する車速センサ(車速検出部)51と、を備える。
駆動制御部65は、イグニッションスイッチ55のオン後に車速Vが所定の車速閾値Vthを初めて超えており、かつ、ハンドル13に係る操舵角と転舵輪21a,21bに係る転舵角との対応関係に関する特定の位相ずれが生じている場合に、転舵モータ29の駆動制御を行い、これをもって、転舵輪21a,21bに係る転舵角をハンドル13に係る操舵角に整合させるように修復する。ことにより、特定の位相ずれを抑制する。
なお、イグニッションスイッチ55のオン後に車速Vが所定の車速閾値Vthを初めて超えた場合に、特定の位相ずれを抑制するための動作を行うのは、次の理由による。すなわち、車両10が動いている最中に転舵輪21a,21bに係る転舵角をハンドル13に係る操舵角に整合させるように修復すると、車両10の停止時に前記の修復を行うのと比べて、転舵モータ29の駆動トルクを小さく抑えることができる。また、転舵装置17付近の点検等が点検員によって行われているかもしれない車両10の停止時を避けるという側面もある。
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。
11 車両用操舵装置
13 ハンドル(操舵部材)
15 操舵反力発生装置(操舵部)
17 転舵装置(転舵部)
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)
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)
63 駆動制御部(制御部)
Claims (4)
- 車両の転舵輪を転舵する際に操作される操舵部材を有する操舵部と、
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、
前記転舵アクチュエータの駆動制御を行う制御部と、
前記車両の車速を検出する車速検出部と、を備え、
前記制御部は、イグニッションスイッチのオン後に前記車速が所定の車速閾値を初めて超えており、かつ、前記操舵角と前記転舵角との対応関係に関する特定の位相ずれが生じている場合に、前記転舵アクチュエータの駆動制御を行い、これをもって、前記転舵輪に係る転舵角を前記操舵部材に係る操舵角に整合させるように修復する
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であって、
前記特定の位相ずれとは、前記操舵角と前記転舵角との対応関係が逆位相になる際の位相ずれである
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であって、
前記特定の位相ずれとは、前記操舵部材が中立位置にあるのに、前記転舵輪が右折方向又は左折方向に向く態様の位相ずれである
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であって、
前記特定の位相ずれとは、前記操舵部材が右折位置又は左折位置にあるのに、前記転舵輪が直進方向に向く態様の位相ずれである
ことを特徴とする車両用操舵装置。
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