JP6364320B2 - 伸縮アクチュエータの制御方法、伸縮アクチュエータ及び転舵装置 - Google Patents

伸縮アクチュエータの制御方法、伸縮アクチュエータ及び転舵装置 Download PDF

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Description

本発明は、伸縮アクチュエータの制御方法、伸縮アクチュエータ及び転舵装置に関する。
例えば、車両の後輪を転舵する技術として、特許文献1の伸縮アクチュエータが提案されている。この伸縮アクチュエータは、モータの回転力によってロッドを車幅方向において往復運動させることで、後輪を転舵している。
特開2009−243621号公報
ところが特許文献1の技術では、車両が縁石を乗り上げた、轍を走行した等によって後輪に外力が入力されると、ロッドが移動してしまい、後輪のトー角が変化してしまう虞がある。
そこで、本発明は、外力によるロッドの移動が発生し難い伸縮アクチュエータの制御方法、伸縮アクチュエータ及び転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、回転力を発生するモータと、軸方向において往復自在であるロッドと、前記モータの回転力を前記ロッドの往復運動に変換する変換機構と、前記ロッドの往復運動を制動する電磁ブレーキ装置と、前記モータ及び前記電磁ブレーキ装置を制御する制御部と、を備える伸縮アクチュエータの制御方法であって、前記電磁ブレーキ装置がブレーキ中である状態において、前記ロッドの位置を保持する位置保持制御を開始する位置保持開始ステップと、前記電磁ブレーキ装置にブレーキの解除信号を出力する解除信号出力ステップと、前記電磁ブレーキ装置によるブレーキの解除後、前記位置保持制御を解除する位置保持解除ステップと、前記モータを駆動させ前記ロッドを移動させるロッド移動ステップと、を含むことを特徴とする伸縮アクチュエータの制御方法である。
このような構成によれば、電磁ブレーキ装置によってロッドの往復運動を制動することができる。これにより、ロッドが移動し難くなる。
ここで、電磁ブレーキ装置は、その電磁力を利用して可動コアが移動しブレーキ力(制動力)を発生する装置であるから、例えば、後記する実施形態のように、ブレーキ時から非ブレーキ時に切り替わる際、つまり、ブレーキ状態の解除開始から解除完了までに、ある程度の解除時間(例えば20〜30ms)が形成されることになる。そして、この解除時間中、ロッドに外力が作用すると、ロッドが移動してしまう虞がある。
そこで、このような構成によれば、位置保持開始ステップによって、ロッドの位置を保持する位置保持制御が開始される。次いで、このようにロッドの位置が保持されている状態で、解除信号出力ステップによって、電磁ブレーキ装置にブレーキの解除信号を出力し、電磁ブレーキ装置によるブレーキの解除後、前記位置保持制御によるロッドの位置保持を解除する(位置保持解除ステップ)。このように、電磁ブレーキ装置のブレーキの解除中、位置保持制御によってロッドの位置が保持されているので、ロッドに外力が入力されたとしても、ロッドが移動し難く、その位置で保持される。
その後、ロッド移動ステップにおいて、モータを駆動させることで、ロッドを好適に移動できる。
また、前記位置保持制御において、前記モータを短絡させることで前記ロッドの位置を保持する構成としてもよい。
また、前記位置保持制御において、前記ロッドの現在位置を目標位置とし、前記ロッドが前記目標位置に留まるように前記モータを作動させることで、前記ロッドの位置を保持する構成としてもよい。
また、前記ロッドが往復することで、車両の車輪が転舵される構成としてもよい。
前記課題を解決するための手段として、本発明は、回転力を発生するモータと、軸方向において往復自在であるロッドと、前記モータの回転力を前記ロッドの往復運動に変換する変換機構と、前記ロッドの往復運動を制動する電磁ブレーキ装置と、を備え、前記変換機構は、前記モータの出力軸に固定されたウォームと、前記ウォームに噛合するウォームホイールと、前記ウォームホイールの回転運動を前記ロッドの往復運動に変換するボールねじと、を備え、前記ウォームは、外周面にギヤ歯が形成されたウォーム本体と、前記ウォーム本体から延びる軸部と、を有し、前記電磁ブレーキ装置は、前記軸部に同軸で固定され、前記軸部と一体で回転するディスクと、前記ディスクと密着し、制動力を発生させるブレーキシューと、を備えることを特徴とする伸縮アクチュエータである。
また、前記ボールねじは、前記ウォームホイールと一体で回転するナットと、前記ナットが回転すると前記ロッドと一体で往復運動するねじ棒と、を備える構成としてもよい。
また、前記モータ及び前記電磁ブレーキ装置を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記電磁ブレーキ装置がブレーキ中である状態において、前記ロッドの位置を保持する位置保持制御を開始する位置保持開始ステップと、前記電磁ブレーキ装置にブレーキの解除信号を出力する解除信号出力ステップと、前記電磁ブレーキ装置によるブレーキの解除後、前記位置保持制御を解除する位置保持解除ステップと、前記モータを駆動させ前記ロッドを移動させるロッド移動ステップと、を実行する構成としてもよい。
また、前記伸縮アクチュエータを備え、前記ロッドが往復することで車両の車輪が転舵される転舵装置である構成としてもよい。
本発明によれば、外力によるロッドの移動が発生し難い伸縮アクチュエータの制御方法、伸縮アクチュエータ及び転舵装置を提供することができる。
本実施形態に係る転舵装置の斜視図である。 本実施形態に係る転舵装置の後面図であり、図1のX1矢視図である。 本実施形態に係る転舵装置の横断面図であり、図1のX2−X2線断面図である。 本実施形態に係る伸縮アクチュエータの縦断面図であり、図1、図3のX3−X3線断面図である。 (a)は本実施形態に係る電磁ブレーキ装置のブレーキON時(ソレノイドON時)の断面図、(b)は本実施形態に係る電磁ブレーキ装置のブレーキOFF時(ソレノイドOFF時)の断面図である。 本実施形態に係る伸縮アクチュエータの電気的構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るモータ駆動回路の回路図である。 本実施形態に係る転舵装置の動作を示すフローチャートである。 変形例に係る転舵装置の動作を示すフローチャートである。
本発明の一実施形態について図1〜図8を参照して説明する。なお、本発明が車両の左側の後輪400の懸架装置(サスペンション装置)に適用された構成を例示する。すなわち、右側も同様の構成であり、後記する伸縮アクチュエータ1(転舵装置300)によって、左側の後輪400と右側の後輪とが独立して転舵されるようになっている。
≪懸架装置の構成≫
本実施形態に係る懸架装置200は、FF(Front-engine Front-drive)ベースで四輪操舵式の四輪駆動車の後輪400の懸架装置であり、ダブルウイッシュボーン式で構成されている。懸架装置200は、後輪400(車輪)を回転自在に支持するナックル211と、ナックル211を上下動可能で車体(図示しない)に連結するアッパーアーム221及びロアアーム231と、後輪400の上下動を緩衝するダンパー241と、伸縮アクチュエータ1と、を備えている。
ナックル211は、側面視において枠状の部材であり、その中心に挿通孔212が形成されている。挿通孔212には、軸線L1を中心として後輪と一体で回転する車軸(図示しない)が挿通されている。車軸は、自在継手(図示しない)を介して、ドライブシャフト261(図2参照)に連結されている。
ナックル211の上部はボールジョイント213を介してアッパーアーム221の先端部に回動可能で連結されている。ナックル211の下部はボールジョイント214を介してロアアーム231の先端部に回動可能で連結されている。そして、ナックル211が、ボールジョイント213及びボールジョイント214を中心に回動することで、後輪400のトー角が変化するようになっている。
アッパーアーム221の基端部は、2つのブッシュ222、222を介して、車体(図示しない)に回動自在に取り付けられている。ロアアーム231の基端部は、2つのブッシュ232、232を介して、車体(図示しない)に回動自在に取り付けられている。
ダンパー241は、ばね付きの油圧式のダンパー(油圧緩衝器)である。ダンパー241の下部は、ブッシュ242を介してナックル211に連結されている。ダンパー241の上部は車体251に固定されている。
≪伸縮アクチュエータの構成≫
伸縮アクチュエータ1について、図3〜図8を参照して説明する。
伸縮アクチュエータ1は、左右方向(車幅方向)に延びる伸縮装置であって、伸縮することで、ナックル211を回動させ、後輪400のトー角を変化させる装置である。すなわち、後輪400を転舵する転舵装置300は、伸縮アクチュエータ1と、後輪400を回転自在で支持するナックル211と、ナックル211を回動自在で支持するアッパーアーム221及びロアアーム231と、を備えて構成されている。
伸縮アクチュエータ1は、モータ10と、ウォーム20と、ウォームホイール30と、ボールねじ40と、ロッド50と、電磁ブレーキ装置60と、ハウジング70と、を備えている。ここで、本実施形態において、モータ10の回転力をロッド50の往復運動に変換する変換機構は、ウォーム20と、ウォームホイール30と、ボールねじ40と、を備えて構成されている。
<モータ>
モータ10は、ECU130の指令に従って、動力である回転力を発生させる電動式のブラシ付き直流モータである(図4参照)。また、モータ10は、後記するようにモータ駆動回路110が短絡することで、その出力軸13を現在位置で保持する機能を備えている。
モータ10は、径方向外側に配置され円筒状を呈する非回転側のステータ11と、ステータ11の径方向内側に配置され円柱状を呈する回転側のロータ12と、ロータ12の軸線上に固定された出力軸13と、を備えている。そして、ブラシ(図示しない)を介してロータ12に直流電力が供給されると、その通電方向に対応して、ロータ12が正回転又は逆回転するようになっている(図7参照)。
出力軸13は前後方向に延びており、出力軸13の前端は軸受14を介して第4ハウジング74に回転自在に支持され、出力軸13の後端は軸受15を介して第4ハウジング74に回転自在に支持されている。出力軸13の前端は、円筒状のカップリング16を介して、後記する第2軸部23の後端とカップリング結合し、出力軸13と第2軸部23(ウォーム20)とは一体で回転するようになっている。
<ウォーム>
ウォーム20は、前後方向に延び、モータ10の出力軸13と一体で回転する駆動ギヤである(図4参照)。ウォーム20は、外周面にギヤ歯が形成されたウォーム本体21と、ウォーム本体21から前方に延びる第1軸部22と、ウォーム本体21から後方に延びる第2軸部23と、を備えている。第1軸部22は第1軸受24を介して第1ハウジング71に回転自在で支持され、第2軸部23は第2軸受25を介して第1ハウジング71に回転自在で支持されている。
ウォーム本体21は、ウォームホイール30のホイール歯部32と噛合している。そして、ウォーム本体21(ウォーム20)が回転すると、ホイール歯部32(ウォームホイール30)が回転するようになっている。
<ウォームホイール>
ウォームホイール30は、後記するナット41の外周面にスプライン結合したハブ部31と、ハブ部31から径方向外側に延出し外周面にギヤ歯が形成されたホイール歯部32と、を備えている。
<ボールねじ>
ボールねじ40は、円筒状のナット41と、ナット41を貫通したねじ棒42と、ナット41及びねじ棒42の間を転動する複数のボール43と、を備えている(図3参照)。そして、ボールねじ40は、ボール43がナット41内を循環する循環式で構成されている。
ナット41は、2つの軸受44、44を介して、第1ハウジング71に回転自在に支持されている。右側の軸受44の内輪には、ナット41の外周面に螺合したリング状のロックナット45Aが当接している。右側の軸受44の外輪には、第1ハウジング71の内周面に螺合したリング状のロックナット45Bが当接している。
そして、ウォームホイール30及びナット41が回転すると、その回転方向に対応して、ねじ棒42が左右方向に移動するようになっている。ねじ棒42の車幅方向内側端には脱落を防止するナット46が螺合している。なお、ねじ棒42が車幅外方向に移動すると、伸縮アクチュエータ1が伸長し、後輪400がトーイン側に回動する構成となっている。一方、ねじ棒42が車幅内方向に移動すると、伸縮アクチュエータ1が収縮し、後輪400がトーアウト側に回動する構成となっている。
<ロッド>
ロッド50は、左右方向(軸方向)において往復自在に配置された棒状の部材である(図3参照)。具体的に、ロッド50は、円筒状のカラー51を介して第2ハウジング72に左右方向において摺動自在で支持されている。
車幅方向において、ロッド50の内側端部52は、ねじ棒42に固定されている。これにより、ロッド50及びねじ棒42は、一体で往復するようになっている。ロッド50の外側端部53は、第2ハウジング72から車幅方向外側に突出している。外側端部53と第2ハウジング72との隙間を塞ぐように、弾性変形可能なゴム製のブーツ54が取り付けられている。
ロッド50の外側端部53には、円筒状の円筒部55が固定されている。そして、ロッド50は、円筒部55に収容されたブッシュ56を介して、ナックル211に回動自在で連結されている。
<電磁ブレーキ装置>
電磁ブレーキ装置60は、ウォーム20(第2軸部23)の回転を制動することで、周方向においてウォーム20(第2軸部23)を所望位置で保持し、伸縮アクチュエータ1を所望長さで保持し、後輪400を所望トー角で保持するものである(図4、図5参照)。電磁ブレーキ装置60は、ディスク61と、固定コア62と、ソレノイド63と、可動コア64(アーマチュア)と、ブレーキシュー65と、圧縮コイルばね66と、を備えている。そして、ソレノイド63のOFF時(非通電時)、ブレーキシュー65がディスク61に密着し、制動力(ブレーキ力)が発生するように構成されている(図5(a)参照)。
ディスク61は、第2軸部23に同軸で固定され、第2軸部23と一体で回転する部材である。
固定コア62は、磁性体で形成され、ソレノイド63によって励磁されることで、圧縮コイルばね66のばね力に抗して、可動コア64を吸引する吸引力を発生するものである。なお、固定コア62が可動コア64を吸引すると、左右方向において可動コア64に固定されたブレーキシュー65がディスク61から離間し(図5(b)参照)、ブレーキシュー65及びディスク61の間に隙間G1が形成され、ブレーキが解除されるようになっている。また、このように電磁力で吸引する構成であるため、ソレノイド63の通電開始(ブレーキ解除開始)からブレーキシュー65の離間完了(ブレーキ解除完了)までに、所定の解除時間(アーマチュア吸引時間)を要する構成となっている。
ソレノイド63は、ECU130によってON/OFF制御されるリレー(図示しない)を介して外部の電源に接続されている。そして、ECU130が通電させると、ソレノイド63は磁界を生起し、固定コア62が励磁するようになっている。
可動コア64は、磁性体で形成されたリング状の部材あり、ピン64aによって前後方向にガイドされている。可動コア64及び固定コア62の間には、可動コア64及び固定コア62の衝突音を緩衝するゴム製の緩衝部材64bが配置されている。
ブレーキシュー65は、可動コア64の前面(ロータ側面)に固定され、ソレノイド63のOFF時(ブレーキ時)、ディスク61に密着し、制動力(ブレーキ力)を発生するものである。
圧縮コイルばね66は、そのばね力によって、可動コア64及びブレーキシュー65をディスク61に向けて付勢する付勢部材である。
<ハウジング>
ハウジング70は、伸縮アクチュエータ1の外殻を構成する筐体であり、第1ハウジング71と、第2ハウジング72と、第3ハウジング73と、第4ハウジング74と、を備えている。そして、ハウジング70は、第1ハウジング71等が相互にボルト等で締結されることで構成されている。
第1ハウジング71は、左右方向に延びる円筒状の部材である(図3参照)。第1ハウジング71は、ウォーム20、ウォームホイール30及びボールねじ40を収容している。
第2ハウジング72は、第1ハウジング71の車幅方向内側に取り付けられ、車幅方向内側に底部を有する有底円筒状の部材である(図3参照)。第2ハウジング72の車幅方向内側には、円筒状の円筒部75が固定されている。そして、第2ハウジング72は、円筒部75に収容されたブッシュ76を介して、車体(図示しない)に回動自在で連結されている。
第3ハウジング73は、第1ハウジング71の車幅方向外側に取り付けられた円筒状の部材である(図3参照)。そして、第3ハウジング73は、ロッド50を左右方向において摺動自在で収容している。
第4ハウジング74は、第1ハウジング71の後側に取り付けられ、後側に底壁部を有する有底円筒状の部材である(図4参照)。そして、第4ハウジング74は、モータ10を収容している。
図6に示すように、伸縮アクチュエータ1は、モータ駆動回路110と、レゾルバ121(図3参照)と、操舵角センサ122と、車速センサ123と、これらと電気的に接続されたECU130(Electronic Control Unit、制御部)と、を備えている。なお、ECU130は、電磁ブレーキ装置60とにも電気的に接続されている。
<モータ駆動回路>
モータ駆動回路110は、図7に示すように、ECU130の指令に従って、直流電源140からの直流電力をモータ10に供給し、モータ10を駆動させるH型のブリッジ回路である。モータ駆動回路110は、直流電源140に接続される第1電源側端子111A及び第2電源側端子111Bと、モータ10に接続される第1モータ側端子112A及び第2モータ側端子112Bと、第1接続線113〜第4接続線116と、ECU130によってON/OFF制御される第1リレー113A〜第4リレー116Aと、を備えている。
第1接続線113は、第1電源側端子111Aと第1モータ側端子112Aとを接続している。第1リレー113Aは、第1接続線113に設けられている。
第2接続線114は、第1電源側端子111Aと第2モータ側端子112Bとを接続している。第2リレー114Aは、第2接続線114に設けられている。
第3接続線115は、第2電源側端子111Bと第1モータ側端子112Aとを接続している。第3リレー115Aは、第3接続線115に設けられている。
第4接続線116は、第2電源側端子111Bと第2モータ側端子112Bとを接続している。第4リレー116Aは、第4接続線116に設けられている。
ECU130が、第1リレー113A及び第4リレー116AをONし、第2リレー114A及び第3リレー115AをOFFすると、直流電力が正方向の向きでモータ10を通電し(矢印A1参照)、モータ10が正回転するようになっている。
ECU130が、第2リレー114A及び第3リレー115AをONし、第1リレー113A及び第4リレー116AをOFFすると、直流電力が逆方向の向きでモータ10を通電し(矢印A2参照)、モータ10が逆回転するようになっている。
ECU130が、第1リレー113A及び第2リレー114AをONし、第3リレー115A及び第4リレー116AをOFFすると、モータ駆動回路110が短絡(ショート)して、第1電源側端子111A及び第2電源側端子111Bが等電位となり、モータ10にショートブレーキ(短絡制動力)が作用するようになっている。すなわち、このようにモータ10にショートブレーキが作用すると、ロータ12及び出力軸13が現在位置で保持されることになる。これにより、ウォーム20、ウォームホイール30、ナット41、ねじ棒42及びロッド50も、現在位置で保持されることになる。
同様に、ECU130が、第3リレー115A及び第4リレー116AをONし、第1リレー113A及び第2リレー114AをOFFすると、モータ駆動回路110が短絡(ショート)して、第1電源側端子111A及び第2電源側端子111Bが等電位となり、モータ10にショートブレーキ(短絡制動力)が作用するようになっている。
<レゾルバ>
レゾルバ121は、ボールねじ40を構成するナット41の回転角を検出するセンサである(図3参照)。そして、レゾルバ121は、回転角をECU130に出力するようになっている。ここで、ナット41の回転角は、ねじ棒42及びロッド50のストローク量、モータ10の出力軸13の回転角と同期するので、ECU130は、ナット41の回転角に基づいて、ねじ棒42及びロッド50のストローク量(位置軸方向位置)、出力軸13の回転角(周方向位置)を検知可能となっている。
<操舵角センサ>
操舵角センサ122は、運転者の操作するステアリングホイール(図示しない)の操舵角を検出するセンサである。そして、操舵角センサ122は、操舵角をECU130に出力するようになっている。その他、操舵角センサ122が、メインの操舵輪である前輪(図示しない)の操舵角を検出し、ECU130に出力する構成としてもよい。
<車速センサ>
車速センサ123は、車両の車体速度(例えば、変速装置の出力軸の回転速度)を検出するセンサである。そして、車速センサ123は、車体速度をECU130に出力するようになっている。その他、車速センサ123が、車輪速度を検出し、ECU130に出力する構成としてもよい。
<ECU>
ECU130は、伸縮アクチュエータ1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、ECU130は、その内部に記憶されたプログラムに従って、モータ10(モータ駆動回路110)、電磁ブレーキ装置60を制御するようになっている。
≪転舵装置、伸縮アクチュエータの動作≫
図8を参照して、転舵装置300、伸縮アクチュエータ1の動作と、伸縮アクチュエータ1の制御方法を説明する。
伸縮アクチュエータ1の制御方法は、位置保持開始ステップ(S102)と、解除信号出力ステップ(S103)と、位置保持解除ステップ(S105)と、ロッド移動ステップ(S106)と、を含んでいる。
位置保持開始ステップ(S102)は、ロッド50の位置を保持する位置保持制御を開始するステップである。解除信号出力ステップ(S103)は、電磁ブレーキ装置60にブレーキの解除信号(ソレノイド63のON信号)を出力するステップである。位置保持解除ステップ(S105)は、電磁ブレーキ装置60によるブレーキの解除後、前記位置保持制御を解除するステップである。ロッド移動ステップ(S106)は、モータ10を駆動させロッド50を移動させるステップである。
なお、初期状態において、電磁ブレーキ装置60は、ブレーキ中である。すなわち、ソレノイド63はOFFされ、圧縮コイルばね66で付勢されるブレーキシュー65がディスク61に密着している。
ステップS101において、ECU130は、操舵角及び車速に基づいて、旋回性、車両安定性等を高めるため、後輪400のトー角を変更するか否か判定する。ここで、トー角を変更するか否かを判定する方法は特に限定されず、公知の方法を適宜使用できる。
トー角を変更すると判定した場合(S101・Yes)、ECU130の処理はステップS102に進む。トー角を変更しないと判定した場合(S101・No)、ECU130はステップS101の判定を繰り返す。
ステップS102において、ECU130は、モータ駆動回路110の短絡(ショート)を開始する。具体的には、ECU130は、第1リレー113A及び第2リレー114AをONし、第3リレー115A及び第4リレー116AをOFFする(図7参照)。その他、第3リレー115A及び第4リレー116AをONし、第1リレー113A及び第2リレー114AをOFFする構成としてもよい。
そうすると、前記したように、モータ10にショートブレーキ(短絡制動力)が作用する。これにより、ロータ12、出力軸13、ウォーム20、ウォームホイール30、ナット41、ねじ棒42及びロッド50が、現在位置で保持される。
ステップS103において、ECU130は、電磁ブレーキ装置60によるブレーキの解除を開始する。具体的には、ECU130は、電磁ブレーキ装置60のソレノイド63にON信号(ブレーキの解除信号)を出力する。
そうすると、ソレノイド63は磁界を生起し、固定コア62が励磁され、吸引力(磁力)が発生する。そして、この吸引力によって、固定コア62が可動コア64を吸引し、ブレーキシュー65がディスク61から離間し始める。
ステップS104において、ECU130は、ステップ103でソレノイド63のON信号(ブレーキの解除信号)を出力した後、所定の解除時間(アーマチュア吸引時間)が経過したか否か判定する。所定の解除時間は、事前試験等によって求められ、可動コア64が固定コア62に吸引され、ブレーキシュー65がディスク61から確実に離間したと判断される時間に設定される。
所定の解除時間は経過したと判定した場合(S104・Yes)、ECU130の処理はステップS105に進む。このようにステップS105に進む場合、電磁ブレーキ装置60によるブレーキの解除が完了していることになる。所定の解除時間は経過していないと判定した場合(S104・No)、ECU130はステップS104の判定を繰り返す。
ステップS105において、ECU130は、モータ駆動回路110の短絡(ショート)を解除する。具体的には、ECU130は、第1リレー113A、第2リレー114A、第3リレー115A及び第4リレー116AをOFFする。
ステップS106において、ECU130は、目標トー角に従ってモータ10を制御する。具体的には、ECU130は、目標トー角となるように、モータ駆動回路110を制御して、モータ10を正回転又は逆回転させる。そして、ECU130は、現在のトー角が目標トー角に到達すると、モータ10を停止する。
ステップS107において、ECU130は、電磁ブレーキ装置60によるブレーキを開始する。具体的には、ECU130はソレノイド63をOFFする。そうすると、ブレーキシュー65がディスク61に押圧され、ブレーキ中となる。
その後、ECU130の処理は、エンドに進む。
≪転舵装置、伸縮アクチュエータの効果≫
ソレノイド63をOFFすることで、電磁ブレーキ装置60がウォーム20を保持し、その結果、ロッド50が軸方向において移動し難くなる。これにより、後輪400のトー角が好適に保持される。
後輪400のトー角を変更する場合(S101・Yes)、モータ駆動回路110(モータ10)を短絡させ、ウォーム20(ロッド50)の位置を保持している間に(S102、S105)、電磁ブレーキ装置60のブレーキを解除するので(S103〜S104)、電磁ブレーキ装置60のブレーキの解除中、後輪400からロッド50に外力が入力されたとしても、ロッド50が移動せず、その位置で保持される。したがって、電磁ブレーキ装置60のブレーキの解除中、外力によって後輪400のトー角が変化することはない。
≪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。
図9に示すように、伸縮アクチュエータ1の動作の一部を変更してもよい。図9に示すように、変形例に係る伸縮アクチュエータ1では、図8のステップS102、S105に代えて、ステップS201、S202を備えている。
ステップS201において、ECU130は、ロッド50の現在位置を目標位置とし、ロッド50を前記目標位置に留まらせる位置保持制御を開始する。例えば、ECU130は、ステップS201に進んだ時点におけるロッド50の現在位置を目標位置に設定する。
具体的には、ECU130は、外力によってトー角が変更し、ロッド50が移動した場合、ロッド50が前記目標位置に戻るように、モータ駆動回路110を制御し、モータ10を正回転又は逆回転させる。
ステップS202において、ECU130は、ステップS201で開始した位置保持制御を終了する。
このような図9に示す変形例によれば、トー角を変更する場合(S101・Yes)、ロッド50(モータ10の出力軸13)を現在位置で保持する位置保持制御の実行中(S201、S202)、電磁ブレーキ装置60によるブレーキを解除するので、ブレーキの途中に外力によってトー角が変化したままとなることはない。
前記した実施形態では、電磁ブレーキ装置60がウォーム20に設けられた構成を例示したが、電磁ブレーキ装置60の位置はこれに限定されない。例えば、ボールねじ40のナット41、ボールねじ40のねじ棒42、ロッド50に設けられた構成としてもよい。
前記した実施形態では、モータ10(モータ駆動回路110)を短絡させることで、ロッド50に同期するウォーム20の周方向位置を保持し、ロッド50の軸方向位置を保持する構成を例示したが、その他に例えば、ロック片がロッド50に差し込まれることで、ロッド50の軸方向位置を保持する構成としてもよい。この場合、ロック片はロッド50の径方向に往復しECU130に制御されるソレノイド装置(ロック装置)に取り付けられる。つまり、ロッド50を機械的に直接保持する構成としてもよい。
前記した実施形態では、伸縮アクチュエータ1(転舵装置300)によって、後輪400が転舵される構成を例示したが、その他に例えば、前輪が転舵される構成としてもよい。また、伸縮アクチュエータ1(転舵装置300)が、二輪車、三輪車等の車両に搭載された構成としてもよい。
前記した実施形態では、変換機構としてボールねじ40を備える構成を例示したが、その他に例えば、ボールを備えずねじ棒及びナットで構成される送りねじを備える構成としてもよい。この場合、ねじ棒及びナットを台形ねじで形成してもよい。
前記した実施形態では、電磁ブレーキ装置60において、ソレノイド63のOFF時にブレーキ力が発生する構成を例示したが(図5(b)参照)、その他に例えば、ソレノイド63のON時にブレーキ力が発生する構成としてもよい。
前記した実施形態では、ウォーム20、ウォームホイール30及びボールねじ40を備えて構成される変換機構によって、モータ10の回転運動をロッド50の往復運動に変換する構成を例示したが、適宜に変更してよい。例えば、ロッド50及びモータ10を同軸で配置すると共に、モータ10の出力軸13が減速機構(遊星歯車機構等)を介してナット41に連結された構成としてもよい。
1 伸縮アクチュエータ
10 モータ
20 ウォーム(変換機構)
30 ウォームホイール(変換機構)
40 ボールねじ(変換機構)
60 電磁ブレーキ装置
61 ディスク
62 固定コア
63 ソレノイド
64 可動コア
65 ブレーキシュー
66 圧縮コイルばね
110 モータ駆動回路
130 ECU(制御部)
200 懸架装置
211 ナックル
221 アッパーアーム
231 ロアアーム
300 転舵装置
400 後輪(車輪)

Claims (8)

  1. 回転力を発生するモータと、
    軸方向において往復自在であるロッドと、
    前記モータの回転力を前記ロッドの往復運動に変換する変換機構と、
    前記ロッドの往復運動を制動する電磁ブレーキ装置と、
    前記モータ及び前記電磁ブレーキ装置を制御する制御部と、
    を備える伸縮アクチュエータの制御方法であって、
    前記電磁ブレーキ装置がブレーキ中である状態において、
    前記ロッドの位置を保持する位置保持制御を開始する位置保持開始ステップと、
    前記電磁ブレーキ装置にブレーキの解除信号を出力する解除信号出力ステップと、
    前記電磁ブレーキ装置によるブレーキの解除後、前記位置保持制御を解除する位置保持解除ステップと、
    前記モータを駆動させ前記ロッドを移動させるロッド移動ステップと、
    を含む
    ことを特徴とする伸縮アクチュエータの制御方法。
  2. 前記位置保持制御において、前記モータを短絡させることで前記ロッドの位置を保持する
    ことを特徴とする請求項1に記載の伸縮アクチュエータの制御方法。
  3. 前記位置保持制御において、前記ロッドの現在位置を目標位置とし、前記ロッドが前記目標位置に留まるように前記モータを作動させることで、前記ロッドの位置を保持する
    ことを特徴とする請求項1に記載の伸縮アクチュエータの制御方法。
  4. 前記ロッドが往復することで、車両の車輪が転舵される
    ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の伸縮アクチュエータの制御方法。
  5. 回転力を発生するモータと、
    軸方向において往復自在であるロッドと、
    前記モータの回転力を前記ロッドの往復運動に変換する変換機構と、
    前記ロッドの往復運動を制動する電磁ブレーキ装置と、
    を備え
    前記変換機構は、前記モータの出力軸に固定されたウォームと、前記ウォームに噛合するウォームホイールと、前記ウォームホイールの回転運動を前記ロッドの往復運動に変換するボールねじと、を備え、
    前記ウォームは、外周面にギヤ歯が形成されたウォーム本体と、前記ウォーム本体から延びる軸部と、を有し、
    前記電磁ブレーキ装置は、前記軸部に同軸で固定され、前記軸部と一体で回転するディスクと、前記ディスクと密着し、制動力を発生させるブレーキシューと、を備える
    ことを特徴とする伸縮アクチュエータ。
  6. 記ボールねじは、前記ウォームホイールと一体で回転するナットと、前記ナットが回転すると前記ロッドと一体で往復運動するねじ棒と、を備える
    ことを特徴とする請求項5に記載の伸縮アクチュエータ。
  7. 前記モータ及び前記電磁ブレーキ装置を制御する制御部を備え、
    前記制御部は、
    前記電磁ブレーキ装置がブレーキ中である状態において、
    前記ロッドの位置を保持する位置保持制御を開始する位置保持開始ステップと、
    前記電磁ブレーキ装置にブレーキの解除信号を出力する解除信号出力ステップと、
    前記電磁ブレーキ装置によるブレーキの解除後、前記位置保持制御を解除する位置保持解除ステップと、
    前記モータを駆動させ前記ロッドを移動させるロッド移動ステップと、
    を実行する
    ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の伸縮アクチュエータ。
  8. 請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の伸縮アクチュエータを備え、
    前記ロッドが往復することで車両の車輪が転舵される
    ことを特徴とする転舵装置。
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