JP3945461B2 - 車両操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のハンドル操作をアシストする車両操舵装置に関するものである。

従来、車両操舵装置として、特開２００１−１５１１３４号公報に記載されるように、ハンドル操作した際のハンドル操舵角と車輪の転舵角の間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備え、車両の走行状態に応じて伝達比可変機構の伝達比を制御するものが知られている。この車両操舵装置は、伝達比可変機構としてモータと減速機を連結したものを用い、モータを駆動させることにより伝達比可変機構の入力軸と出力軸を相対回転させ、ハンドルの操舵角と車輪の転舵角との伝達比を変化させるものである。
特開２００１−１５１１３４号公報

上述した車両操舵装置において、伝達比可変機構がその使用によって劣化した場合、適切に操舵制御できなくなるおそれがある。例えば、伝達比可変機構の減速機が内部材料の劣化により円滑に作動しなくなると、モータに所定の電流を入力しても伝達比可変機構の出力が低下することとなる。この場合、伝達比可変機構の出力低下が伝達比可変機構の劣化によるものか否かを判断することができない。

そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、伝達比可変手段の劣化を適切に検出できる車両操舵装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る車両操舵装置は、ハンドルの操舵力を転舵輪に伝達させる操舵伝達系に設けられモータの回転駆動を減速機で減速して出力しハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角の伝達比を変化させる伝達比可変手段と、操舵伝達系における操舵トルクを検出するトルク検出手段と、モータを作動させる電流とトルク検出手段により検出される操舵トルクとに基づいて伝達比可変手段における減速機の内部材料の劣化度を検出する劣化検出手段と、前記劣化検出手段によって前記減速機の内部材料が劣化していると判定された場合に、前記モータに供給する駆動電流を増加補正する手段と、を備えて構成されている。

この発明によれば、モータを作動させる電流と操舵伝達系における操舵トルクを検出することにより、これらの電流と操舵トルクに基づき伝達比可変手段における減速機の内部材料の劣化度を適切に検出することができる。その際、伝達比可変手段の作動時における実際の操舵トルクをトルク検出手段により検出できるので、伝達比可変手段の作動時における操舵トルクをモータ駆動電流などによって推定する必要がなく、装置の駆動における正確な操舵トルクに基づき伝達比可変手段における減速機の内部材料の劣化度検出が行える。従って、伝達比可変手段における減速機の内部材料の劣化度を正確に検出することができる。

また本発明に係る車両操舵装置は、前述のトルク検出手段として電動パワーステアリング装置のトルクセンサを用いることを特徴とする。

この発明によれば、トルク検出手段として電動パワーステアリング装置のトルクセンサを用いることにより操舵トルク検出専用のトルクセンサを設置する必要がなく、装置の低コスト化が図れる。

また本発明に係る車両操舵装置において、前述の劣化検出手段が、モータに供給される電流とその際にトルク検出手段により検出される操舵トルクとの関係において、電流に対し操舵トルクが所定値より小さい場合に、減速機の内部材料が劣化していると判断することが好ましい。
また本発明に係る車両操舵装置において、劣化検出手段によって減速機の内部材料が劣化していると判定された場合に、モータに供給する駆動電流を増加補正する手段を備えることが好ましい。

本発明によれば、伝達比可変手段の劣化度を適切に検出することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に本実施形態に係る車両操舵装置の構成概要図を示す。

図１に示すように、本実施形態に係る車両操舵装置１は、ハンドル２の操舵力を転舵輪３に伝達させる操舵伝達系に伝達比可変機構４が設けられている。伝達比可変機構４は、ハンドル２の操舵角と転舵輪３の転舵角の伝達比を可変とする伝達比可変手段として機能するものである。伝達比可変機構４の入力軸５は、ハンドル２に接続されている。

また、伝達比可変機構４の出力軸６は、ラックアンドピニオンなどで構成されるギヤ装置７を介して転舵輪３、３に接続されている。ギヤ装置７は、出力軸６の回転入力によりタイロッド８を移動させて転舵輪３、３を転舵させる。

入力軸５には、操舵角センサ１０が設けられている。操舵角センサ１０は、入力軸５の回転状態に基づいて、ハンドル２の操舵角度を検出する操舵角検出手段として機能する。

伝達比可変機構４は、モータ４１及び減速機４２を備えて構成されている。モータ４１は、ハンドル２の操作に応じて駆動する電動機であり、ハンドル２の操作に応じた駆動電流を操舵制御器２０から受けて駆動し、減速機４２に回転力を与える。減速機４２は、モータ４１の回転速度を減速して出力する減速手段である。

モータ４１の出力は、減速機４２で減速されて出力軸６に出力される。減速機４２としては、例えば波動歯車機構が用いられる。この減速機４２において、各歯車間には潤滑剤が充填され、例えばその潤滑剤としてグリースが用いられる。また、伝達比可変機構４には、回転センサ４３が設けられている。回転センサ４３は、モータ４１の回転位置を検出する回転検出手段として機能する。

伝達比可変機構４とギヤ装置７との間には、電動パワーステアリング装置９が設置されている。電動パワーステアリング装置９は、ハンドル２の操作による操舵力にアシスト力を付与する装置である。この電動パワーステアリング装置９は、トルクセンサ９１及びモータ９２を備えて構成される。トルクセンサ９１は、操舵トルクを検出するトルク検出手段として機能するものである。モータ９２は、操舵制御器２０からの駆動信号を受けて駆動し、ギヤ装置７に入力される回転力をアシストする。

操舵角センサ１０、回転センサ４３及びトルクセンサ９１の出力信号は、操舵制御器２０に入力される。操舵制御器２０は、車両操舵装置１の装置全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成される。また、操舵制御器２０には、車両に設置される車速センサ２２の検出信号が入力される。車速センサ２２は、車両の走行速度を検出する車速検出手段として機能する。

操舵制御器２０は、モータ４１へ駆動電流を供給する。その駆動電流の供給によって、モータ４１が駆動し減速機４２が回転する。モータ４１の回転速度を調整することにより、ハンドル２の操舵角と転舵輪３の転舵角の伝達比を変化させることができる。この伝達比は、例えば車速に基づいて設定される。

操舵伝達系における操舵トルクは、トルクセンサ９１により検出される。このトルクセンサ９１の出力信号は操舵制御器２０に入力される。そして、操舵制御器２０は、モータ４１に供給する駆動電流とトルクセンサ９１の操舵トルクに基づいて伝達比可変機構４の劣化度を検出する。

次に、本実施形態に係る車両操舵装置の動作について説明する。

図２は、本実施形態に係る車両操舵装置における劣化検出処理のフローチャートである。図２のＳ１０に示すように、まず電流Ｉ及びトルクＴの読み込みが行われる。電流Ｉの読み込みは、モータ４１の駆動電流値に基づいて行われる。トルクＴの読み込みは、トルクセンサ９１の出力信号に基づいて行われる。

そして、Ｓ１２に移行し、伝達比可変機構４の劣化度の検出処理が行われる。この劣化検出処理は、電流ＩとトルクＴに基づいて伝達比可変機構４の劣化度を検出する処理である。例えば、図３に示すように、電流ＩとトルクＴに基づいて劣化度を判断する演算マップが操舵制御器２０に予め設定される。この演算マップには、電流ＩとトルクＴの特性の標準値（一点鎖線）に対し、トルクＴが低下した位置に劣化境界値（実線）が設定されている。この演算マップにおいて、読み込んだ電流ＩとトルクＴが劣化境界値よりトルクＴが低い領域、即ち電流Ｉが大きい劣化領域（図３の斜線の領域）にあるときには、伝達比可変機構４が所定以上に劣化していると判断される。

そして、Ｓ１４に移行し、伝達比可変機構４が所定以上に劣化しているか否かが判断される。上述したように、図３の演算マップにて、電流ＩとトルクＴが演算マップの劣化領域にあるときには伝達比可変機構４が所定以上に劣化していると判断され、電流ＩとトルクＴが演算マップの劣化領域以外にあるときには伝達比可変機構４が所定以上の劣化度でないと判断される。

このＳ１４にて、伝達比可変機構４が所定以上には劣化していないと判断されたときには、制御処理を終了する。一方、伝達比可変機構４が所定以上に劣化していると判断されたときには、Ｓ１６に移行し、劣化処理が行われる。例えば、伝達比可変機構４が劣化していること、伝達比可変機構４のメンテナンス時期であること、又は伝達比可変機構４の交換時期であることなどがインストルメントパネルなどに表示される。そして、制御処理を終了する。

以上のように、本実施形態に係る車両操舵装置１によれば、モータ４１を駆動させる電流Ｉとトルクセンサ９１の操舵トルクＴを検出することにより、これらの電流Ｉと操舵トルクＴに基づき適切に伝達比可変機構４の劣化度を検出することができる。

その際、伝達比可変機構４の作動時における操舵トルクＴをトルクセンサ９１により検出できるので、伝達比可変機構４の作動時における操舵トルクをモータ駆動電流などによって推定する必要がなく、現実の装置の駆動における正確な操舵トルクに基づいて伝達比可変機構４の劣化度検出が行える。従って、伝達比可変機構４の劣化度を正確に検出することができる。

また、トルク検出手段として電動パワーステアリング装置９のトルクセンサ９１を用いることにより、操舵トルク検出専用のトルクセンサを設置する必要がなく、装置の低コスト化が図れる。

また、上述した車両操舵装置１において、図２のＳ１６の劣化処理として、伝達比可変機構４を所定の出力トルクで駆動させるようにモータ４１に供給する駆動電流を増加補正させる補正処理を行うことが好ましい。この場合、伝達比可変機構４が劣化した場合でも、出力トルクを低下させることなく、所定の出力トルクで作動させることができ、適切な操舵制御が可能となる。

本発明の実施形態に係る車両操舵装置の構成概要図である。 図１の車両操舵装置における動作を示すフローチャートである。 図１の車両操舵装置の劣化度検出処理の用いる演算マップの説明図である。

符号の説明

１…車両操舵装置、２…ハンドル、３…転舵輪、４…伝達比可変機構（伝達比可変手段）、５…入力軸、６…出力軸、７…ギヤ装置、９…電動パワーステアリング装置、２０…操舵制御器、２２…車速センサ、４１…モータ、４２…減速機、９１…トルクセンサ、９２…モータ。

Claims (3)

1. ハンドルの操舵力を転舵輪に伝達させる操舵伝達系に設けられ、モータの回転を減速機で減速して出力し、前記ハンドルの操舵角と前記転舵輪の転舵角の伝達比を変化させる伝達比可変手段と、
   前記操舵伝達系における操舵トルクを検出するトルク検出手段と、
   前記モータを作動させる電流と前記トルク検出手段により検出される前記操舵トルクとに基づいて前記伝達比可変手段における前記減速機の内部材料の劣化度を検出する劣化検出手段と、
   前記劣化検出手段によって前記減速機の内部材料が劣化していると判定された場合に、前記モータに供給する駆動電流を増加補正する手段と、
   を備えた車両操舵装置。
2. 前記トルク検出手段は、電動パワーステアリング装置のトルクセンサを用いることを特徴とする請求項１に記載の車両操舵装置。
3. 前記劣化検出手段は、前記モータに供給される電流とその際に前記トルク検出手段により検出される前記操舵トルクとの関係において、前記電流に対し前記操舵トルクが所定値より小さい場合に、前記減速機の内部材料が劣化していると判断すること、
   を特徴とする請求項１に記載の車両操舵装置。
   

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