JP5168882B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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請求項2に記載の発明は、ラック軸にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与すべく設けられた第1の操舵力補助装置と、ステアリングシャフトに前記アシスト力を付与すべく設けられた第2の操舵力補助装置と、前記各操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより該各操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記第1の操舵力補助装置には、永久磁石型モータが用いられ、前記第2の操舵力補助装置には、非永久磁石型モータが用いられ、前記ステアリング操作の状態を判定する操舵状態判定手段を備え、前記制御手段は、前記ステアリング操作が切り戻し操舵であり、且つ要求される前記アシスト力が前記第2の操舵力補助装置の対応範囲内にある場合には、該第2の操舵力補助装置により前記アシスト力を付与すべく前記制御すること、を要旨とする。
請求項3に記載の発明は、ラック軸にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与すべく設けられた第1の操舵力補助装置と、ステアリングシャフトに前記アシスト力を付与すべく設けられた第2の操舵力補助装置と、前記各操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより該各操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記第1の操舵力補助装置には、永久磁石型モータが用いられ、前記第2の操舵力補助装置には、非永久磁石型モータが用いられ、前記制御手段は、操舵速度が所定速度以下であり、且つ要求される前記アシスト力が前記第2の操舵力補助装置の対応範囲内にある場合には、該第2の操舵力補助装置により前記アシスト力を付与すべく前記制御すること、を要旨とする。
即ち、非永久磁石型モータには、コギングトルクがなく、且つ低速回転時におけるトルクリップルの問題が生じにくいという特徴がある。従って、上記各構成によれば、コギングトルクの増大を抑えつつ大出力化に対応することが可能になる。特に、モータトルクの変動が操舵フィーリングに反映されやすい第2の操舵力補助装置、即ちステアリングシャフトにアシスト力を付与するものについて、その駆動源に非永久磁石型モータを採用することにより、より一層の良好な操舵フィーリングを確保することができる。そして、この効果は、請求項4の構成のように、よりステアリングに近いコラムシャフトに対してアシスト力を付与するものにおいて、より顕著なものとなる。加えて、比較的設置スペースに余裕のあるステアリングコラムは、非永久磁石型モータのサイズも問題となりにくい。更に、非永久磁石型モータでは、回生ブレーキ作用が生じないことから、従来、電動パワーステアリング装置に多く用いられる永久磁石型モータ(例えば、BLDCモータ等)のように、相固定通電状態での故障に備えて高価な相開放リレーを設ける必要がない。従って、当該相開放リレーを廃して低コスト化を図ることができる。そして、小型高トルクという特徴を有する永久磁石型モータによりラック軸にアシスト力を付与する構成とすることで、ダイレクト感のある操舵フィーリングを実現することができる。
図1に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置(EPS)1において、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。具体的には、本実施形態のステアリングシャフト3は、自在継手7a,7bを介して、コラムシャフト8、インターミディエイトシャフト9、及びピニオンシャフト10を連結してなり、上記ラックアンドピニオン機構4は、ピニオンシャフト10の一端に形成されたピニオン歯10aとラック軸5側のラック歯5aとを噛合させることにより構成される。そして、このステアリングシャフト3の回転に伴うラック軸5の往復直線運動が、同ラック軸5の両端に連結されたタイロッド11を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪12の舵角、即ち車両の進行方向が変更されるように構成されている。
図3に示すように、本実施形態では、ラックアクチュエータ23のモータ21(BLDCモータ)は、低回転高トルク型に設定される一方(同図中の一点鎖線Lに示す出力特性)、コラムアクチュエータ24のモータ22(誘導モータ30)は、上記モータ21と比較して、高回転低トルク型に設定されている(同図中の破線Mに示す出力特性)。尚、ラックアクチュエータ23とコラムアクチュエータ24とでは、それぞれ変速比が異なるため、同図中においては、各モータ21,22の回転速度は、ステアリングシャフト3の回転速度、即ち操舵速度ωsに換算して記載してある。そして、本実施形態では、ラックアクチュエータ23をメインアクチュエータとし、その対応範囲を超えるアシスト力要求が発生した場合には、同ラックアクチュエータ23に加え、サブアクチュエータであるコラムアクチュエータ24によりアシスト力を付与することにより、同図中、実線Nに示す出力特性を得るように構成されている。
(1)EPS1は、ラック軸5にアシスト力を付与するラックアクチュエータ23と、コラムシャフト8にアシスト力を付与するコラムアクチュエータ24と、これら各アクチュエータの駆動源である各モータ21,22に対して駆動電力を供給することにより該各アクチュエータの作動を制御するECU25とを備える。そして、ラックアクチュエータ23のモータ21には永久磁石型モータ(BLDCモータ)が用いられるとともに、コラムアクチュエータ24のモータ22には、非永久磁石型モータである誘導モータ30が用いられる。
・本実施形態では、本発明を、ステアリングシャフト3にアシスト力を付与する操舵力補助装置として、コラムシャフト8にアシスト力を付与するコラムアクチュエータ24を備えたEPS1に具体化した。しかし、これに限らず、ステアリングシャフト3にアシスト力を付与する操舵力補助装置として、ピニオンシャフトにアシスト力を付与するピニオン型のEPSアクチュエータを備えたもの具体化してもよい。
Claims (5)
- ラック軸にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与すべく設けられた第1の操舵力補助装置と、ステアリングシャフトに前記アシスト力を付与すべく設けられた第2の操舵力補助装置と、前記各操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより該各操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記第1の操舵力補助装置には、永久磁石型モータが用いられ、前記第2の操舵力補助装置には、非永久磁石型モータが用いられ、
前記第2の操舵力補助装置に用いられる非永久磁石型モータは、第1の操舵力補助装置に用いられる永久磁石型モータよりも高回転低トルク型に設定されるとともに、前記永久磁石型モータは、前記非永久磁石型よりも低回転高トルク型に設定されること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - ラック軸にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与すべく設けられた第1の操舵力補助装置と、ステアリングシャフトに前記アシスト力を付与すべく設けられた第2の操舵力補助装置と、前記各操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより該各操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記第1の操舵力補助装置には、永久磁石型モータが用いられ、前記第2の操舵力補助装置には、非永久磁石型モータが用いられ、
前記ステアリング操作の状態を判定する操舵状態判定手段を備え、
前記制御手段は、前記ステアリング操作が切り戻し操舵であり、且つ要求される前記アシスト力が前記第2の操舵力補助装置の対応範囲内にある場合には、該第2の操舵力補助装置により前記アシスト力を付与すべく前記制御すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - ラック軸にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与すべく設けられた第1の操舵力補助装置と、ステアリングシャフトに前記アシスト力を付与すべく設けられた第2の操舵力補助装置と、前記各操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより該各操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記第1の操舵力補助装置には、永久磁石型モータが用いられ、前記第2の操舵力補助装置には、非永久磁石型モータが用いられ、
前記制御手段は、操舵速度が所定速度以下であり、且つ要求される前記アシスト力が前記第2の操舵力補助装置の対応範囲内にある場合には、該第2の操舵力補助装置により前記アシスト力を付与すべく前記制御すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第2の操舵力補助装置は、前記ステアリングシャフトを構成するコラムシャフトに設けられること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、要求される前記アシスト力が前記第1の操舵力補助装置の対応範囲内にある場合には、該第1の操舵力補助装置により前記アシスト力を付与すべく前記制御すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
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