JPWO2005115819A1 - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明によれば、回転伝達機構を構成する複数の回転伝達要素の中の一つの回転速度を定常制御モードにおいては第1シャフトの回転速度に等しくすることで、回転伝達機構による回転伝達比が1とされる。これにより、定常制御モードにおいては各回転伝達要素は一体的に回転して相互間での噛み合い変化は生じないので、ドライバーに伝達されるトルクに変動が生じるのを防止できる。
第2転がり軸受34における内輪34aは、例えば第2シャフト5が内輪34aに圧入されることで、第2シャフト5と軸方向に同行移動可能とされている。第2転がり軸受34の外輪34bは、支持部材31により外周が軸方向相対移動可能に支持されることで、第1転がり軸受33への近接方向への移動が許容されている。
すなわち、その定常設定値は予め定められて制御装置65に記憶され、1とされる。その回転伝達比を定常設定値から変化させる必要性の有無は予め定めた判定基準に従い判定する。その判定基準は、本実施形態では車両100がオーバーステア状態か否かとされている。例えば、検出した舵角θw、ヨーレートγと求めた目標ヨーレートγ* とから、θw・(γ* −γ)を演算し、θw・(γ* −γ)が負である場合、検出ヨーレートγが目標ヨーレートγ* を超えていることから車両100はオーバーステア状態であり、車両姿勢の安定化のために回転伝達比を定常設定値から変化させる必要があると判定される。
すなわち本実施形態においては、回転伝達比を定常設定値から変化させる必要があると判定される迄は、目標操作トルクTh* は第2アクチュエータ62による付加トルクが零である時の検出操作トルクThに一致するものとされる。第2アクチュエータ62による付加トルクが零である場合、操作トルクThは路面と車輪9との間の摩擦抵抗に対応することから、ステアリングホイール2の直進位置からの操作量に相関して変化する。
すなわち本実施形態においては、回転伝達比を定常設定値から変化させる必要があると判定される迄は、操作角θhがステアリングホイール2の直進位置からの操作量に相関して変化するように、付加トルクの目標値に対応する第2アクチュエータ62の目標駆動電流i2* は標準値に設定される。本実施形態では上記のように回転伝達比を定常設定値から変化させる必要があると判定される迄は第2アクチュエータ62による付加トルクが零とされるので、目標駆動電流i2* は標準値として零に設定される。
まず、各センサ66〜70による操作角θh、操作トルクTh、車速V、ヨーレートγ、舵角θwの検出値を読み込む(ステップS1)。次に、検出操作角θhに応じた目標ヨーレートγ* を求め(ステップS2)、車両100がオーバーステア状態か否かを判定する(ステップS3)。車両100がオーバーステア状態でなければ、第1アクチュエータ61の目標駆動電流i1* を回転伝達比の定常設定値である1に対応する値ioに設定し(ステップS4)、第1アクチュエータ61の制御を行う。この場合、キャリア15の回転速度が第1シャフト3の回転速度に等しくされることで回転伝達比が1とされる。次に、トルク制御フラグがオンか否を判定し(ステップS5)、オンでなければ目標操作トルクTh* を検出操作トルクThに設定し(ステップS6)、第2アクチュエータ62の目標駆動電流i2* をi2* =G2・(Th* −Th)の関係と検出操作トルクThから求め(ステップS7)、第2アクチュエータ62を制御する。ここではi2* は零になることから第2アクチュエータ62は駆動されず、付加トルクは零になる。次に、制御を終了するか否かを、例えばイグニッションスイッチがオンか否かにより判定し(ステップS8)、終了しない場合はステップ1に戻る。ステップS3において車両100がオーバーステア状態であれば、トルク制御フラグをオンし(ステップS9)、第1アクチュエータ61の目標駆動電流i1* をi1* =F(γ* ,γ)の関係と検出したヨーレートγから求め(ステップS10)、第1アクチュエータ61の制御を行う。また、回転伝達比を定常設定値から変化させる必要があると判定された時点における検出操作角θhと検出操作トルクThからトルク制御基準比Khを演算し(ステップS11)、目標操作トルクTh* をTh* =Kh・θhの関係とトルク制御基準比Khと検出操作角θhとから求め(ステップS12)、ステップS7において第2アクチュエータ62の目標駆動電流i2* を求め、第2アクチュエータ62を制御する。ステップS5においてトルク制御フラグがオンであれば、目標操作トルクTh* をTh* =Th+Kh(t)・θhの関係と検出操作トルクと検出操作角とから求め(ステップS13)、制御比Kh(t)が零に至ったか否かを判定し(ステップS14)、零に至っていればトルク制御フラグをオフし(ステップS15)、零に至っていなければトルク制御フラグをオフすることなく、ステップS7に進む。
図10の第1変形例の回転伝達機構4に示すように、各遊星ギヤ13、14の歯数が両サンギヤ11、12の歯数より少なくてもよく、回転伝達機構4を構成する各サンギヤ11、12と遊星ギヤ13、14の歯数は特に限定されない。
図11の第2変形例の回転伝達機構4に示すように、第1遊星ギヤ13と第2遊星ギヤ14が同一素材から一体的に形成されてもよい。
図12の第3変形例の回転伝達機構4に示すように、第1サンギヤ11に代えて第1リングギヤ11′の内歯が第1遊星ギヤ13に噛み合うと共に第1シャフト3と同軸中心に同行回転し、第2サンギヤ12に代えて第2リングギヤ12′の内歯が第2遊星ギヤ14に噛み合うと共に第2シャフト5と同軸中心に同行回転してもよい。
図13の第4変形例の回転伝達機構4に示すように、第1サンギヤ11に代えて第1ベベルギヤ11″が第1シャフト3と同軸中心に同行回転し、第2サンギヤ12に代えて第2ベベルギヤ12″が第2シャフト5と同軸中心に同行回転し、遊星ギヤ13、14に代えて一対の遊星ベベルギヤ113がキャリア115により両ベベルギヤ11″、12″の軸に直交する軸中心に回転可能に支持されてもよい。
さらに、回転伝達機構は第1シャフトと第2シャフトの回転伝達比を可変とするものであればよいので、例えばハーモニックドライブを用いてもよい。本発明を電動パワーステアリング装置あるいは油圧パワーステアリング装置に適用してもよく、この場合、追加の操舵補助力を付与するように第2アクチュエータ62をトルクセンサ67による検出操作トルクThや操作角センサ66による検出操作角θhに応じて制御してもよく、これにより本発明を大型車両にも適用できる。あるいは、第2アクチュエータ62に操舵補助力発生用アクチュエータを兼用させることで、搭載性の向上とコストダウンを図ってもよい。 付加トルクの目標値の標準値は零に限定されず、回転伝達機構による回転伝達比を定常設定値から変化させる必要性がない時に操作トルクを操作部材の直進位置からの操作量に相関して変化させることができる値であればよい。回転伝達機構による回転伝達比を定常設定値から変化させる必要性の有無の判定基準は特に限定されず、例えば車速が零あるいは一定以下か否かを判定基準とし、車速が零あるいは一定以下になった場合に必要性が有ると判定してもよい。これにより、操作部材の操作による車輪の舵角変化を停車あるいは低速走行時に大きくし、車両の旋回性能を向上できる。
Claims (2)
- 操作部材に連結される第1シャフトと、
その回転に応じて舵角が変化するように車輪に連結される第2シャフトと、
前記第1シャフトと前記第2シャフトを複数の回転伝達要素を介して回転伝達可能、かつ、前記第1シャフトと前記第2シャフトの間の回転伝達比を変更可能に連結する回転伝達機構と、
前記回転伝達要素の中の一つの回転伝達要素を回転駆動するアクチュエータと、
前記第1シャフトの回転速度を求める回転速度決定部と、
前記回転伝達要素の中の一つの回転伝達要素の回転速度が前記第1シャフトの求めた回転速度に等しくなるように前記アクチュエータを制御する定常制御モードを有する制御装置とを備え、
前記回転伝達要素の中の一つの回転伝達要素の回転速度が前記第1シャフトの回転速度に等しくされることで、前記回転伝達比が1とされる車両用操舵装置。 - 前記回転伝達機構は、回転伝達要素として前記第1シャフトと同軸中心に同行回転する第1サンギヤと、前記第2シャフトと同軸中心に同行回転すると共に前記第1サンギヤと同軸に配置される第2サンギヤと、前記第1サンギヤに噛み合うと共に前記第1サンギヤと平行な軸を有する第1遊星ギヤと、前記第2サンギヤに噛み合うと共に前記第1遊星ギヤと同軸中心に同行回転する第2遊星ギヤと、前記両サンギヤと前記両遊星ギヤを、それぞれの軸中心に回転可能に支持するキャリアとを有し、
前記キャリアの回転速度が、前記定常制御モードにおいて前記第1シャフトの回転速度に等しくされる請求項1に記載の車両用操舵装置。
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