JPH08268302A - 車両の電動式操舵装置 - Google Patents
車両の電動式操舵装置Info
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- JPH08268302A JPH08268302A JP7396495A JP7396495A JPH08268302A JP H08268302 A JPH08268302 A JP H08268302A JP 7396495 A JP7396495 A JP 7396495A JP 7396495 A JP7396495 A JP 7396495A JP H08268302 A JPH08268302 A JP H08268302A
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- Japan
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- gear
- motor
- ring gear
- vehicle
- driven
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
- B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
- B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
- B62D7/15—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
- B62D7/1581—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by comprising an electrical interconnecting system between the steering control means of the different axles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】電動式操舵装置において、駆動ギヤと被動ギヤ
との歯面間のクリアランスによる歯当たりで、異音が発
生することを防止する。 【構成】モータ19の回転力をピニオンギヤ（駆動ギヤ）
32からリングギヤ（被動ギヤ）33に伝達し、リングギヤ
33に対して偏心して設けられたラックピン35をリングギ
ヤ33の回転に伴って左右方向に移動させることで、ラッ
クシャフト12を軸方向に動かし、後輪を操舵する。ここ
で、前記リングギヤ33をピニオンギヤ32側に押圧付勢す
るスプリング45を設けると共に、前記モータ19の駆動信
号に高周波信号を重畳させる。これにより、ピニオンギ
ヤ32を高周波で振動させて、リングギヤ33との間におけ
るフリクションを瞬間的に低下させ、前記スプリングに
よって確実に歯面間のクリアランスが詰められる。
との歯面間のクリアランスによる歯当たりで、異音が発
生することを防止する。 【構成】モータ19の回転力をピニオンギヤ（駆動ギヤ）
32からリングギヤ（被動ギヤ）33に伝達し、リングギヤ
33に対して偏心して設けられたラックピン35をリングギ
ヤ33の回転に伴って左右方向に移動させることで、ラッ
クシャフト12を軸方向に動かし、後輪を操舵する。ここ
で、前記リングギヤ33をピニオンギヤ32側に押圧付勢す
るスプリング45を設けると共に、前記モータ19の駆動信
号に高周波信号を重畳させる。これにより、ピニオンギ
ヤ32を高周波で振動させて、リングギヤ33との間におけ
るフリクションを瞬間的に低下させ、前記スプリングに
よって確実に歯面間のクリアランスが詰められる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両の電動式操舵装置に
関し、詳しくは、モータの回転をギヤを介して伝達して
車輪の操舵を行う装置に関する。
関し、詳しくは、モータの回転をギヤを介して伝達して
車輪の操舵を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、車両の操縦安定性を向上させ
るべく、車速や転舵角などの情報に基づいて後輪に補助
舵角を与える後輪操舵制御装置が知られている。かかる
後輪操舵制御装置としては、モータ軸に取り付けられた
ピニオンギヤに噛合するリングギヤによってモータ回転
を減速して伝達させ、更に、前記リングギヤと一体的に
設けられたラックピニオンとラックギヤとの噛合によっ
てロッドを軸方向に動かして、後輪に舵角を与える電動
モータ駆動式のものがあった。
るべく、車速や転舵角などの情報に基づいて後輪に補助
舵角を与える後輪操舵制御装置が知られている。かかる
後輪操舵制御装置としては、モータ軸に取り付けられた
ピニオンギヤに噛合するリングギヤによってモータ回転
を減速して伝達させ、更に、前記リングギヤと一体的に
設けられたラックピニオンとラックギヤとの噛合によっ
てロッドを軸方向に動かして、後輪に舵角を与える電動
モータ駆動式のものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ギヤ加工精
度の面から、通常、前記ピニオンギヤ（駆動ギヤ）とリ
ングギヤ（被動ギヤ）との間には、ある程度のクリアラ
ンスを設けてある。しかし、前記クリアランスが大きい
ままでは、路面不整等による外部からの入力でギヤが振
動したときに、歯当たりによって異音が発生してしまう
惧れがある。
度の面から、通常、前記ピニオンギヤ（駆動ギヤ）とリ
ングギヤ（被動ギヤ）との間には、ある程度のクリアラ
ンスを設けてある。しかし、前記クリアランスが大きい
ままでは、路面不整等による外部からの入力でギヤが振
動したときに、歯当たりによって異音が発生してしまう
惧れがある。
【０００４】そこで、リングギヤをピニオンギヤ側に押
圧付勢するスプリング（弾性部材）を設け、ギヤ駆動時
に歯面のフリクションによって広げられるクリアランス
を、前記スプリングの押圧付勢力によって詰める構成を
採り、前記異音発生の防止を図った。ところが、サスペ
ンション系の静的な左右アンバランス等によって生じる
ロッド軸方向の力（以下、横力という）により、リング
ギヤの回転軸のフリクションが増加して前記スプリング
の付勢力ではクリアランスを詰めることができなくな
り、外力でリングギヤが振動して歯当たりを起こし、異
音が発生してしまうことがあった。
圧付勢するスプリング（弾性部材）を設け、ギヤ駆動時
に歯面のフリクションによって広げられるクリアランス
を、前記スプリングの押圧付勢力によって詰める構成を
採り、前記異音発生の防止を図った。ところが、サスペ
ンション系の静的な左右アンバランス等によって生じる
ロッド軸方向の力（以下、横力という）により、リング
ギヤの回転軸のフリクションが増加して前記スプリング
の付勢力ではクリアランスを詰めることができなくな
り、外力でリングギヤが振動して歯当たりを起こし、異
音が発生してしまうことがあった。
【０００５】ここで、旋回等で前記横力と反対方向の力
が入力されれば、前記ギヤ軸のフリクションは低下し
て、前記スプリングの付勢力によってクリアランスを詰
められることになるが、旋回時は、通常、ギヤを駆動し
ており、ピニオンギヤとリングギヤとの噛合歯面のフリ
クションが高くなっているため、たとえ前記横力と反対
方向の力が入力されても、クリアランスを前記スプリン
グの付勢力によって詰められない場合があったものであ
る。
が入力されれば、前記ギヤ軸のフリクションは低下し
て、前記スプリングの付勢力によってクリアランスを詰
められることになるが、旋回時は、通常、ギヤを駆動し
ており、ピニオンギヤとリングギヤとの噛合歯面のフリ
クションが高くなっているため、たとえ前記横力と反対
方向の力が入力されても、クリアランスを前記スプリン
グの付勢力によって詰められない場合があったものであ
る。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、前記歯面のフリクションを瞬間的に低下させるこ
とができるようにすることで、前記スプリングによって
確実にクリアランスを詰められるようにし、以て、歯当
たりによる異音の発生を抑制することを目的とする。
あり、前記歯面のフリクションを瞬間的に低下させるこ
とができるようにすることで、前記スプリングによって
確実にクリアランスを詰められるようにし、以て、歯当
たりによる異音の発生を抑制することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのため請求項１の発明
にかかる車両の電動式操舵装置は、モータによって回転
駆動される駆動ギヤと、該駆動ギヤに噛合して駆動され
る被動ギヤとを含んでなり、前記駆動ギヤ及び被動ギヤ
を介して伝達されるモータの回転によって車輪を操舵す
る車両の電動式操舵装置であって、前記駆動ギヤと被動
ギヤとの歯面間のクリアランスを縮小する方向に前記被
動ギヤを付勢する弾性部材を備えると共に、前記モータ
の駆動信号に高周波信号を重畳する構成とした。
にかかる車両の電動式操舵装置は、モータによって回転
駆動される駆動ギヤと、該駆動ギヤに噛合して駆動され
る被動ギヤとを含んでなり、前記駆動ギヤ及び被動ギヤ
を介して伝達されるモータの回転によって車輪を操舵す
る車両の電動式操舵装置であって、前記駆動ギヤと被動
ギヤとの歯面間のクリアランスを縮小する方向に前記被
動ギヤを付勢する弾性部材を備えると共に、前記モータ
の駆動信号に高周波信号を重畳する構成とした。
【０００８】請求項２の発明にかかる車両の電動式操舵
装置では、前記駆動ギヤがピニオンギヤであり、かつ、
前記被動ギヤがリングギヤである構成とした。請求項３
の発明にかかる車両の電動式操舵装置では、前記リング
ギヤに一体的に設けたラックピニオンを、軸方向に移動
可能に支持されたシャフトに形成されたラックギヤに噛
合させ、前記シャフトの軸方向移動量に応じて車輪を操
舵する構成とした。
装置では、前記駆動ギヤがピニオンギヤであり、かつ、
前記被動ギヤがリングギヤである構成とした。請求項３
の発明にかかる車両の電動式操舵装置では、前記リング
ギヤに一体的に設けたラックピニオンを、軸方向に移動
可能に支持されたシャフトに形成されたラックギヤに噛
合させ、前記シャフトの軸方向移動量に応じて車輪を操
舵する構成とした。
【０００９】
【作用】請求項１の発明にかかる車両の電動式操舵装置
によると、駆動ギヤと被動ギヤとの歯面間のクリアラン
スを縮小する方向に被動ギヤを付勢する弾性部材が設け
られているので、ギヤ駆動によって広がったクリアラン
スを最小に詰めることができる一方、歯面間のフリクシ
ョンが高い場合でも、駆動ギヤを高周波で振動させるこ
とで、前記フリクションを瞬間的に零にして、前記弾性
部材の付勢力によりクリアランスを最小に詰めることが
可能である。
によると、駆動ギヤと被動ギヤとの歯面間のクリアラン
スを縮小する方向に被動ギヤを付勢する弾性部材が設け
られているので、ギヤ駆動によって広がったクリアラン
スを最小に詰めることができる一方、歯面間のフリクシ
ョンが高い場合でも、駆動ギヤを高周波で振動させるこ
とで、前記フリクションを瞬間的に零にして、前記弾性
部材の付勢力によりクリアランスを最小に詰めることが
可能である。
【００１０】請求項２の発明にかかる車両の電動式操舵
装置によると、ピニオンギヤとリングギヤとの噛合によ
ってモータ回転を伝達する構成とすることで、モータ回
転を減速して車輪の操舵に用いることができる。請求項
３の発明にかかる車両の電動式操舵装置によると、リン
グギヤの回転をラックピニオンとラックギヤとの噛合に
よって直線運動に変換し、これによってシャフトを軸方
向に移動させて車輪に舵角を与えることができる。
装置によると、ピニオンギヤとリングギヤとの噛合によ
ってモータ回転を伝達する構成とすることで、モータ回
転を減速して車輪の操舵に用いることができる。請求項
３の発明にかかる車両の電動式操舵装置によると、リン
グギヤの回転をラックピニオンとラックギヤとの噛合に
よって直線運動に変換し、これによってシャフトを軸方
向に移動させて車輪に舵角を与えることができる。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明にかかる車両の電動式操舵装置が後輪操舵用とし
て適用された４輪操舵車両を示す全体システムである。
図１において、前輪１，２の操舵は、ステアリングハン
ドル３と機械リンク式ステアリング機構４によって行わ
れる。これは、例えば、ステアリングギヤ、ピットマン
アーム、リレーロッド、サイドロッド５，６、ナックル
アーム７，８等で構成される。
本発明にかかる車両の電動式操舵装置が後輪操舵用とし
て適用された４輪操舵車両を示す全体システムである。
図１において、前輪１，２の操舵は、ステアリングハン
ドル３と機械リンク式ステアリング機構４によって行わ
れる。これは、例えば、ステアリングギヤ、ピットマン
アーム、リレーロッド、サイドロッド５，６、ナックル
アーム７，８等で構成される。
【００１２】一方、後輪９，10の操舵は、電動式操舵装
置11によって行われる。この後輪９，10間は、ラックシ
ャフト12、サイドロッド13，14、ナックルアーム15，16
により連結され、ラックシャフト12が内挿されたラック
チューブ17には、減速機構18とモータ19とが設けられ、
このモータ19は、車速センサ21，前輪舵角センサ22，後
輪舵角メインセンサ23，後輪舵角サブセンサ24，ヨーレ
イトセンサ25等からの信号を入力するコントローラ26に
より駆動制御される。
置11によって行われる。この後輪９，10間は、ラックシ
ャフト12、サイドロッド13，14、ナックルアーム15，16
により連結され、ラックシャフト12が内挿されたラック
チューブ17には、減速機構18とモータ19とが設けられ、
このモータ19は、車速センサ21，前輪舵角センサ22，後
輪舵角メインセンサ23，後輪舵角サブセンサ24，ヨーレ
イトセンサ25等からの信号を入力するコントローラ26に
より駆動制御される。
【００１３】図２は前記電動式操舵装置11の具体的な構
成を示す断面図である。図２において、ラックシャフト
12が内挿されたラックチューブ17は、図示しないブラケ
ットを介して車体に固定されている。ラックシャフト12
の両端部には、ボールジョイントを介して前記サイドロ
ッド13，14が連結される。減速機構18は、ラックチュー
ブ17と一体的に形成されたハウジング34内に設けられて
おり、該ハウジング34にボルト47で固定されたモータ19
のモータ軸に一端が連結され、他端がボールベアリング
44により回動自在にハウジング34内に支持されたたピニ
オンギヤ32（駆動ギヤ）と、該ピニオンギヤ32に噛合す
るリングギヤ33（被動ギヤ）と、該リングギヤ33に採動
自在に設けられると共にラックシャフト12に嵌合するラ
ックピン35とによって構成される。ラックピン35は、リ
ングギヤ33の回転軸に対して偏心させて設けられてお
り、リングギヤ33が回転すると、ラックピン35は図上で
左右に移動可能となっている。
成を示す断面図である。図２において、ラックシャフト
12が内挿されたラックチューブ17は、図示しないブラケ
ットを介して車体に固定されている。ラックシャフト12
の両端部には、ボールジョイントを介して前記サイドロ
ッド13，14が連結される。減速機構18は、ラックチュー
ブ17と一体的に形成されたハウジング34内に設けられて
おり、該ハウジング34にボルト47で固定されたモータ19
のモータ軸に一端が連結され、他端がボールベアリング
44により回動自在にハウジング34内に支持されたたピニ
オンギヤ32（駆動ギヤ）と、該ピニオンギヤ32に噛合す
るリングギヤ33（被動ギヤ）と、該リングギヤ33に採動
自在に設けられると共にラックシャフト12に嵌合するラ
ックピン35とによって構成される。ラックピン35は、リ
ングギヤ33の回転軸に対して偏心させて設けられてお
り、リングギヤ33が回転すると、ラックピン35は図上で
左右に移動可能となっている。
【００１４】従って、モータ19のモータ軸が回転する
と、ピニオンギヤ32からリングギヤ33へと回転が伝達さ
れ、該リングギヤ33の回転に伴いラックピン35が移動
し、該ラックピン35が嵌合されているラックシャフト12
が軸方向に移動して後輪９，10の操舵が行われる。この
後輪９，10の操舵量は、ラックシャフト12の軸方向移動
量、即ち、モータ軸の回転量に対応する。
と、ピニオンギヤ32からリングギヤ33へと回転が伝達さ
れ、該リングギヤ33の回転に伴いラックピン35が移動
し、該ラックピン35が嵌合されているラックシャフト12
が軸方向に移動して後輪９，10の操舵が行われる。この
後輪９，10の操舵量は、ラックシャフト12の軸方向移動
量、即ち、モータ軸の回転量に対応する。
【００１５】前記リングギヤ33には、その回転量により
後輪舵角を検出するポテンショメータ式の後輪舵角メイ
ンセンサ23が設けられており、更に、前記ラックシャフ
ト12の軸方向の移動量により後輪舵角を検出するポテン
ショメータ式の後輪舵角サブセンサ24が設けられてい
る。前記リングギヤ33は、その軸に直交する平面上の軸
周りに形成されたベベルギヤ33ａを有しており、該リン
グギヤ33に対して前記ピニオンギヤ32は、リングギヤ33
の軸に直交する平面上の軸周りに形成され前記ベベルギ
ヤ33ａと噛合するウォームギヤを有している（図３参
照）。
後輪舵角を検出するポテンショメータ式の後輪舵角メイ
ンセンサ23が設けられており、更に、前記ラックシャフ
ト12の軸方向の移動量により後輪舵角を検出するポテン
ショメータ式の後輪舵角サブセンサ24が設けられてい
る。前記リングギヤ33は、その軸に直交する平面上の軸
周りに形成されたベベルギヤ33ａを有しており、該リン
グギヤ33に対して前記ピニオンギヤ32は、リングギヤ33
の軸に直交する平面上の軸周りに形成され前記ベベルギ
ヤ33ａと噛合するウォームギヤを有している（図３参
照）。
【００１６】尚、本実施例では、ピニオンギヤ32からの
動力はリングギヤ33側に伝達されるが、リングギヤ33が
回転しようとしても歯の角度設定によってピニオンギヤ
32が回転しない非可逆特性を有する構成としてある。こ
こで、前記リングギヤ33のフランジ部33ａを、リングギ
ヤ33の軸方向に沿ってピニオンギヤ32側に押圧付勢する
スプリング（弾性部材）45が設けられており、かかるス
プリング45の付勢力によってリングギヤ33をピニオンギ
ヤ32側に押圧することで、リングギヤ33とピニオンギヤ
32との間における歯面間のクリアンランスを最小に詰め
ることができるようにしてある。
動力はリングギヤ33側に伝達されるが、リングギヤ33が
回転しようとしても歯の角度設定によってピニオンギヤ
32が回転しない非可逆特性を有する構成としてある。こ
こで、前記リングギヤ33のフランジ部33ａを、リングギ
ヤ33の軸方向に沿ってピニオンギヤ32側に押圧付勢する
スプリング（弾性部材）45が設けられており、かかるス
プリング45の付勢力によってリングギヤ33をピニオンギ
ヤ32側に押圧することで、リングギヤ33とピニオンギヤ
32との間における歯面間のクリアンランスを最小に詰め
ることができるようにしてある。
【００１７】即ち、ギヤ加工精度の面から、前記ピニオ
ンギヤ32とリングギヤ33との歯面間には、ある程度のク
リアランスを設けておく必要があるが、前記クリアラン
スが大きいままでは、路面不整等による外部からの入力
でギヤが振動したときに、歯当たりによって異音が発生
してしまう惧れがあるので、ギヤ駆動時に歯面のフリク
ションによって広げられるクリアランスを、前記スプリ
ング45の押圧付勢力によって最小に詰めることができる
ようにしてある。
ンギヤ32とリングギヤ33との歯面間には、ある程度のク
リアランスを設けておく必要があるが、前記クリアラン
スが大きいままでは、路面不整等による外部からの入力
でギヤが振動したときに、歯当たりによって異音が発生
してしまう惧れがあるので、ギヤ駆動時に歯面のフリク
ションによって広げられるクリアランスを、前記スプリ
ング45の押圧付勢力によって最小に詰めることができる
ようにしてある。
【００１８】図４は、コントローラ26を中心とする電子
制御系を示すブロック図である。図４において、21は車
速センサ、22は前輪舵角センサ、23は後輪舵角メインセ
ンサ、24は後輪舵角サブセンサ、25はヨーレイトセン
サ、26はコントローラ、26ａはＣＰＵ、26ｂはモータ駆
動回路、26ｃはフェイルセーフ回路である。前記ＣＰＵ
26ａは、フィードフォワード目標値算出部261 、推定ヨ
ーレイト算出部262 、フィードバック目標値算出部263
、後輪舵角目標値算出部264 、舵角サーボ算出部265
を有する。
制御系を示すブロック図である。図４において、21は車
速センサ、22は前輪舵角センサ、23は後輪舵角メインセ
ンサ、24は後輪舵角サブセンサ、25はヨーレイトセン
サ、26はコントローラ、26ａはＣＰＵ、26ｂはモータ駆
動回路、26ｃはフェイルセーフ回路である。前記ＣＰＵ
26ａは、フィードフォワード目標値算出部261 、推定ヨ
ーレイト算出部262 、フィードバック目標値算出部263
、後輪舵角目標値算出部264 、舵角サーボ算出部265
を有する。
【００１９】前記モータ駆動回路26ｂは、前記舵角サー
ボ算出部265 からのモータ指令電流ＩＭ* をモータ19へ
のモータ駆動電流ＩＭに変換する。フェイルセーフ回路
26ｃは、例えば、後輪舵角メインセンサ23と後輪舵角サ
ブセンサ24との間で、後輪舵角量の検出ずれが発生した
ときに、前記モータ駆動電流ＩＭの出力を強制的に停止
させ、後輪をフェイルセーフ作動時の状態に保持する。
ボ算出部265 からのモータ指令電流ＩＭ* をモータ19へ
のモータ駆動電流ＩＭに変換する。フェイルセーフ回路
26ｃは、例えば、後輪舵角メインセンサ23と後輪舵角サ
ブセンサ24との間で、後輪舵角量の検出ずれが発生した
ときに、前記モータ駆動電流ＩＭの出力を強制的に停止
させ、後輪をフェイルセーフ作動時の状態に保持する。
【００２０】図５は、前記コントローラ26のＣＰＵ26ａ
で行われる制御処理の流れを示すフローチャートであ
る。まず、ステップ40では、車速Ｖとステアリング舵角
θと実ヨーレイトΨ'sと後輪舵角メインセンサ23の出力
値δrsとが読み込まれる。ここで、実ヨーレイトΨ's
は、ヨーレイトセンサ25からのヨーレイトセンサ値Ｖ
Ψ' と、温度ドリフトによる影響を取り除く検出ヨーレ
イト補正処理によって得られた最新のヨーレイトゼロ補
正メモリ値ＶΨ'om により算出される。
で行われる制御処理の流れを示すフローチャートであ
る。まず、ステップ40では、車速Ｖとステアリング舵角
θと実ヨーレイトΨ'sと後輪舵角メインセンサ23の出力
値δrsとが読み込まれる。ここで、実ヨーレイトΨ's
は、ヨーレイトセンサ25からのヨーレイトセンサ値Ｖ
Ψ' と、温度ドリフトによる影響を取り除く検出ヨーレ
イト補正処理によって得られた最新のヨーレイトゼロ補
正メモリ値ＶΨ'om により算出される。
【００２１】ステップ41では、車速Ｖとステアリング舵
角θを用いた位相反転ディレイ制御方式に基づく下記の
式により後輪舵角フィードフォワード目標値δ RFF
* （以下、＊は目標値を表すものとする。）が算出され
る。 δ RFF* ＝Ｋθ＋τθ＋τ’θ このステップ41での演算処理は、フィードフォワード
（Ｆ／Ｆ）目標値算出部261 で行われる。
角θを用いた位相反転ディレイ制御方式に基づく下記の
式により後輪舵角フィードフォワード目標値δ RFF
* （以下、＊は目標値を表すものとする。）が算出され
る。 δ RFF* ＝Ｋθ＋τθ＋τ’θ このステップ41での演算処理は、フィードフォワード
（Ｆ／Ｆ）目標値算出部261 で行われる。
【００２２】ステップ42では、アクチュエータモデルを
用い、後輪舵角フィードフォワード目標値δ RFF* を与
えた場合、実際に後輪舵角アクチュエータ（モータ）が
後輪を操舵する量である後輪舵角推定値δ RFF# （以
下、＃は推定値を表すものとする。）が算出される。こ
のアクチュエータモデルは、後輪舵角指令値に対して実
際のアクチュエータを駆動させて得られる実後輪舵角の
伝達特性で与えられる。
用い、後輪舵角フィードフォワード目標値δ RFF* を与
えた場合、実際に後輪舵角アクチュエータ（モータ）が
後輪を操舵する量である後輪舵角推定値δ RFF# （以
下、＃は推定値を表すものとする。）が算出される。こ
のアクチュエータモデルは、後輪舵角指令値に対して実
際のアクチュエータを駆動させて得られる実後輪舵角の
伝達特性で与えられる。
【００２３】ステップ43では、車両モデルを用い、車速
Ｖとステアリング舵角θと後輪舵角推定値δ RFF# を与
えての走行を想定した場合のヨーレイト推定値Ψ' # が
算出される。この車両モデルとしては、線形２自由度平
面車両モデルが用いられる。ステップ44では、ヨーレイ
トセンサモデルを用い、ヨーレイト推定値Ψ' # から推
定ヨーレイトΨ's# が算出される。このヨーレイトセン
サモデルは、センサの周波数応答等のセンサ動特性の実
験結果に基づく伝達関数で与えられる。
Ｖとステアリング舵角θと後輪舵角推定値δ RFF# を与
えての走行を想定した場合のヨーレイト推定値Ψ' # が
算出される。この車両モデルとしては、線形２自由度平
面車両モデルが用いられる。ステップ44では、ヨーレイ
トセンサモデルを用い、ヨーレイト推定値Ψ' # から推
定ヨーレイトΨ's# が算出される。このヨーレイトセン
サモデルは、センサの周波数応答等のセンサ動特性の実
験結果に基づく伝達関数で与えられる。
【００２４】尚、前記ステップ42〜44の算出処理は、推
定ヨーレイト算出部262 で行われる。ステップ45では、
実ヨーレイトΨ'sと推定ヨーレイトΨ's# との差により
ヨーレイト偏差Ψ'eが算出される。ステップ46では、一
次遅れのフィルタを構成するフィードバック補償器−１
により、ヨーレイト偏差Ψ'eを入力とし、ヨーレイトセ
ンサ25の出力に含まれる高周波ノイズを除去した出力信
号Ψ'eclを得る。
定ヨーレイト算出部262 で行われる。ステップ45では、
実ヨーレイトΨ'sと推定ヨーレイトΨ's# との差により
ヨーレイト偏差Ψ'eが算出される。ステップ46では、一
次遅れのフィルタを構成するフィードバック補償器−１
により、ヨーレイト偏差Ψ'eを入力とし、ヨーレイトセ
ンサ25の出力に含まれる高周波ノイズを除去した出力信
号Ψ'eclを得る。
【００２５】ステップ47では、１次／１次のフィルタを
構成するフィードバック補償器−２により、前記出力信
号Ψ'ec1と車速Ｃを入力とし、外乱に対する車両の過渡
応答が調整された出力信号Ψ'ec2を得る。ステップ48で
は、フィードバック比例ゲインＫｐにより、Ψ'ec2と車
速Ｖを入力とし、フィードバック後輪舵角指令値δRFBO
* が算出される。
構成するフィードバック補償器−２により、前記出力信
号Ψ'ec1と車速Ｃを入力とし、外乱に対する車両の過渡
応答が調整された出力信号Ψ'ec2を得る。ステップ48で
は、フィードバック比例ゲインＫｐにより、Ψ'ec2と車
速Ｖを入力とし、フィードバック後輪舵角指令値δRFBO
* が算出される。
【００２６】ステップ49では、舵角リミッタにより、車
速Ｖに応じて、フィードバック後輪舵角指令値δRFBO*
の最大値を滑らかに制限したフィードバック後輪舵角制
限指令値δRFBL* が算出される。ステップ50では、微小
変化吸収器により、δRFBL* と後輪舵角フィードバック
目標値δRFB * を入力とし、フィードバック後輪舵角制
限指令値δRFBL* にヒステリシスを設け、フィードバッ
クによる微小なヨーレイトの振動を取り除いたフィード
バック後輪舵角制限指令値δRFBH* が算出される。
速Ｖに応じて、フィードバック後輪舵角指令値δRFBO*
の最大値を滑らかに制限したフィードバック後輪舵角制
限指令値δRFBL* が算出される。ステップ50では、微小
変化吸収器により、δRFBL* と後輪舵角フィードバック
目標値δRFB * を入力とし、フィードバック後輪舵角制
限指令値δRFBL* にヒステリシスを設け、フィードバッ
クによる微小なヨーレイトの振動を取り除いたフィード
バック後輪舵角制限指令値δRFBH* が算出される。
【００２７】ステップ51では、２次／２次のフィルタを
構成するアクチュエータ位相補償器により、フィードバ
ック後輪舵角制限指令値δRFBH* を入力とし、アクチュ
エータ制御系で設定されている伝達特性を希望する伝達
特性に変更して後輪舵角フィードバック目標値δRFB *
が算出される。尚、ステップ45〜51の演算処理は、フィ
ードバック（Ｆ／Ｂ）目標値算出部263 で行われる。
構成するアクチュエータ位相補償器により、フィードバ
ック後輪舵角制限指令値δRFBH* を入力とし、アクチュ
エータ制御系で設定されている伝達特性を希望する伝達
特性に変更して後輪舵角フィードバック目標値δRFB *
が算出される。尚、ステップ45〜51の演算処理は、フィ
ードバック（Ｆ／Ｂ）目標値算出部263 で行われる。
【００２８】ステップ52では、後輪舵角フィードフォワ
ード目標値δRFF * と後輪舵角フィードバック目標値δ
RFB * との和により後輪舵角目標値δR * が算出され
る。このステップでの演算処理は、後輪舵角目標値算出
部264 で行われる。ステップ53では、後輪舵角メインセ
ンサ値δrsとロバストモデルマッチング手法を用いて、
後輪舵角目標値δR * が得られるモータ指令電流ＩＭ*
がモータ駆動回路26ｂに出力される。そして、モータ駆
動回路26ｂにより、モータ駆動電流ＩＭが電動式操舵装
置11のモータ19に出力される。
ード目標値δRFF * と後輪舵角フィードバック目標値δ
RFB * との和により後輪舵角目標値δR * が算出され
る。このステップでの演算処理は、後輪舵角目標値算出
部264 で行われる。ステップ53では、後輪舵角メインセ
ンサ値δrsとロバストモデルマッチング手法を用いて、
後輪舵角目標値δR * が得られるモータ指令電流ＩＭ*
がモータ駆動回路26ｂに出力される。そして、モータ駆
動回路26ｂにより、モータ駆動電流ＩＭが電動式操舵装
置11のモータ19に出力される。
【００２９】ここで、前記後輪舵角目標値算出部264
は、前記モータ駆動電流ＩＭ* をモータ19に出力する際
に、後輪舵角に影響を与えない高周波信号（高周波数デ
ィザ振動）が電流信号ＩＭに重畳するように出力するよ
う構成されている。即ち、本実施例では、前述のよう
に、リングギヤ33をピニオンギヤ32側に押圧付勢するス
プリング45を設け、ギヤ駆動時に歯面のフリクションに
よって広げられるクリアランスを、前記スプリング45の
押圧付勢力によって詰めるようにしている。
は、前記モータ駆動電流ＩＭ* をモータ19に出力する際
に、後輪舵角に影響を与えない高周波信号（高周波数デ
ィザ振動）が電流信号ＩＭに重畳するように出力するよ
う構成されている。即ち、本実施例では、前述のよう
に、リングギヤ33をピニオンギヤ32側に押圧付勢するス
プリング45を設け、ギヤ駆動時に歯面のフリクションに
よって広げられるクリアランスを、前記スプリング45の
押圧付勢力によって詰めるようにしている。
【００３０】しかしながら、サスペンション系の静的な
左右アンバランス等によって生じるロッド軸方向の力
（以下、横力という）により、リングギヤ33の回転軸の
フリクションが増加して前記スプリング45の付勢力では
クリアランスを詰めることができなくなり、外力でリン
グギヤ33が振動して歯当たりを起こし、異音が発生して
しまうことがある。
左右アンバランス等によって生じるロッド軸方向の力
（以下、横力という）により、リングギヤ33の回転軸の
フリクションが増加して前記スプリング45の付勢力では
クリアランスを詰めることができなくなり、外力でリン
グギヤ33が振動して歯当たりを起こし、異音が発生して
しまうことがある。
【００３１】ここで、旋回等で前記横力と反対方向の力
が入力されれば、前記ギヤ軸のフリクションは低下し
て、前記スプリング45の付勢力によってクリアランスを
詰められることになるが、旋回時は、通常、ギヤを駆動
しており、ピニオンギヤ32とリングギヤ33との噛合歯面
のフリクションが高くなっているため、たとえ前記横力
と反対方向の力が入力されても、クリアランスを詰めら
れない場合がある。
が入力されれば、前記ギヤ軸のフリクションは低下し
て、前記スプリング45の付勢力によってクリアランスを
詰められることになるが、旋回時は、通常、ギヤを駆動
しており、ピニオンギヤ32とリングギヤ33との噛合歯面
のフリクションが高くなっているため、たとえ前記横力
と反対方向の力が入力されても、クリアランスを詰めら
れない場合がある。
【００３２】そこで、本実施例では、前記駆動電流ＩＭ
に高周波数信号を重畳して、ピニオンギヤ32を高周波で
振動させることで、フリクションが瞬間的に零になるよ
うにし（図６参照）、前記フリクションが零になった瞬
間に、前記スプリング45による押圧力によってクリアラ
ンスを最小に詰めることができるようにしてある。かか
る構成によれば、ギヤ駆動時においても、前記スプリン
グ45の付勢力によってクリアランスを最小に詰めること
ができ、以て、クリアランスの発生による歯当たりで異
音が発生することを未然に防止できる。
に高周波数信号を重畳して、ピニオンギヤ32を高周波で
振動させることで、フリクションが瞬間的に零になるよ
うにし（図６参照）、前記フリクションが零になった瞬
間に、前記スプリング45による押圧力によってクリアラ
ンスを最小に詰めることができるようにしてある。かか
る構成によれば、ギヤ駆動時においても、前記スプリン
グ45の付勢力によってクリアランスを最小に詰めること
ができ、以て、クリアランスの発生による歯当たりで異
音が発生することを未然に防止できる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明にか
かる車両の電動式操舵装置によると、駆動ギヤと被動ギ
ヤとの歯面間のクリアランスを縮小する方向に被動ギヤ
を付勢する弾性部材を設ける構成としたので、ギヤ駆動
によって広がったクリアランスを最小に詰めることがで
きる一方、歯面間のフリクションが高い場合でも、モー
タ駆動信号に高周波信号を重畳して駆動ギヤを高周波で
振動させることで、前記フリクションを瞬間的に零にし
て、前記弾性部材の付勢力によりクリアランスを最小に
詰めることができ、以て、前記クリアランスを安定的に
最小にして歯当たりによる異音の発生を未然に防止でき
るという効果がある。
かる車両の電動式操舵装置によると、駆動ギヤと被動ギ
ヤとの歯面間のクリアランスを縮小する方向に被動ギヤ
を付勢する弾性部材を設ける構成としたので、ギヤ駆動
によって広がったクリアランスを最小に詰めることがで
きる一方、歯面間のフリクションが高い場合でも、モー
タ駆動信号に高周波信号を重畳して駆動ギヤを高周波で
振動させることで、前記フリクションを瞬間的に零にし
て、前記弾性部材の付勢力によりクリアランスを最小に
詰めることができ、以て、前記クリアランスを安定的に
最小にして歯当たりによる異音の発生を未然に防止でき
るという効果がある。
【００３４】請求項２の発明にかかる車両の電動式操舵
装置によると、ピニオンギヤとリングギヤとの噛合によ
ってモータ回転を減速して伝達し、モータ回転による車
輪操舵を高精度に行わせることができるという効果があ
る。請求項３の発明にかかる車両の電動式操舵装置によ
ると、リングギヤの回転をラックピニオンとラックギヤ
との噛合によって直線運動に変換し、これによってシャ
フトを軸方向に移動させて車輪に舵角を与えることがで
きるという効果がある。
装置によると、ピニオンギヤとリングギヤとの噛合によ
ってモータ回転を減速して伝達し、モータ回転による車
輪操舵を高精度に行わせることができるという効果があ
る。請求項３の発明にかかる車両の電動式操舵装置によ
ると、リングギヤの回転をラックピニオンとラックギヤ
との噛合によって直線運動に変換し、これによってシャ
フトを軸方向に移動させて車輪に舵角を与えることがで
きるという効果がある。
【図１】実施例の電動式操舵装置が適用された４輪操舵
車両を示すシステム図。
車両を示すシステム図。
【図２】実施例の電動式操舵装置の断面図。
【図３】実施例におけるピニオンギヤとリングギヤとを
示す図。
示す図。
【図４】実施例における電子制御系を示すブロック図。
【図５】実施例における後輪操舵制御を示すフローチャ
ート。
ート。
【図６】実施例におけるギヤ軸荷重の変動の様子を示す
タイムチャート。
タイムチャート。
９，10 後輪 11 電動式操舵装置 12 ラックシャフト 12ａ ラックギヤ 13，14 サイドロッド 15，16 ナックルアーム 17 ラックチューブ 18 減速機構 19 モータ 26 コントローラ 26ａ ＣＰＵ 26ｂ モータ駆動回路 32 ピニオンギヤ 33 リングギヤ 35 ラックピン 45 スプリング
Claims (3)
- 【請求項１】モータによって回転駆動される駆動ギヤ
と、該駆動ギヤに噛合して駆動される被動ギヤとを含ん
でなり、前記駆動ギヤ及び被動ギヤを介して伝達される
モータの回転によって車輪を操舵する車両の電動式操舵
装置であって、 前記駆動ギヤと被動ギヤとの歯面間のクリアランスを縮
小する方向に前記被動ギヤを付勢する弾性部材を備える
と共に、前記モータの駆動信号に高周波信号を重畳する
ことを特徴とする車両の電動式操舵装置。 - 【請求項２】前記駆動ギヤがピニオンギヤであり、か
つ、前記被動ギヤがリングギヤであることを特徴とする
請求項１記載の車両の電動式操舵装置。 - 【請求項３】前記リングギヤに一体的に設けたラックピ
ニオンを、軸方向に移動可能に支持されたシャフトに形
成されたラックギヤに噛合させ、前記シャフトの軸方向
移動量に応じて車輪を操舵することを特徴とする請求項
２記載の車両の電動式操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7396495A JPH08268302A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 車両の電動式操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7396495A JPH08268302A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 車両の電動式操舵装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08268302A true JPH08268302A (ja) | 1996-10-15 |
Family
ID=13533278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7396495A Pending JPH08268302A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 車両の電動式操舵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08268302A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016199185A (ja) * | 2015-04-13 | 2016-12-01 | 株式会社ジェイテクト | 車両用操舵装置 |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP7396495A patent/JPH08268302A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016199185A (ja) * | 2015-04-13 | 2016-12-01 | 株式会社ジェイテクト | 車両用操舵装置 |
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