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JP2000085610A - 車両用操舵制御装置 - Google Patents

車両用操舵制御装置

Info

Publication number
JP2000085610A
JP2000085610A JP26302598A JP26302598A JP2000085610A JP 2000085610 A JP2000085610 A JP 2000085610A JP 26302598 A JP26302598 A JP 26302598A JP 26302598 A JP26302598 A JP 26302598A JP 2000085610 A JP2000085610 A JP 2000085610A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission ratio
control device
variable transmission
gear
steering control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26302598A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoji Yamauchi
洋司 山内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP26302598A priority Critical patent/JP2000085610A/ja
Publication of JP2000085610A publication Critical patent/JP2000085610A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/008Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Controls (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】操舵ハンドルと操舵ギヤ機構との間に伝達比可
変アクチュエータの回転駆動により伝達比を可変する伝
達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置において、伝
達比可変機構の高正効率を維持しつつ故障時に伝達比可
変アクチュエータをロックすることができる車両用操舵
制御装置を提供することである。 【解決手段】 操舵ハンドルと操舵ギヤ機構42との間
に駆動モータ25の回転駆動により伝達比を可変する伝
達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置において、前
記駆動モータ25の回転力伝達系に配設された摩擦板
と、前記摩擦板の作動状態を制御する制御手段50とを
備え摩擦力により駆動モータ25の回転を制限する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、操舵ハンドルの
操舵角に対する車輪の転舵角の伝達比を可変とした車両
用操舵制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、車両用操舵制御装置においては、
車速に応じた走行安定性を確保するため、ギヤ装置にお
ける入力−出力間の回転伝達比(ギヤ比)を車速に応じ
て変化させる伝達比可変機構を採用した装置が存在す
る。特開昭62−214058号公報には、操舵ハンド
ルと操舵ギヤ機構との間に遊星歯車式の伝達比可変手段
を介在させ、リングギヤの回転を任意に制御することに
より伝達比特性を可変する車両用操舵制御装置が開示さ
れている。
【0003】この車両用操舵制御装置においては、遊星
歯車機構のリングギヤをウォームホイールとし、このウ
ォームホイールをモータ軸に連結されたウォームと噛合
させることにより伝達比可変機構を構成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この装置に
おいて、伝達比可変システムの故障時に操舵可能とする
ためには、ウォームギヤの逆効率を小さくしウォームギ
ヤにセルフロック機能を持たせる必要がある。
【0005】しかしながら、ウォームギヤの逆効率を小
さくした場合には正効率も低くなることから、可変ギヤ
システムに大型のアクチュエータを使用することが必要
となり搭載性及びコストの面で問題があった。
【0006】この発明の課題は、操舵ハンドルと操舵ギ
ヤ機構との間に伝達比可変アクチュエータの回転駆動に
より伝達比を可変する伝達比可変機構を備えた車両用操
舵制御装置において、伝達比可変機構の高正効率を維持
しつつ故障時に伝達比可変アクチュエータをロックする
ことができる車両用操舵制御装置を提供することであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の車両用操
舵制御装置は、操舵ハンドルと操舵ギヤ機構との間に伝
達比可変アクチュエータの回転駆動により伝達比を可変
する伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置におい
て、前記伝達比可変アクチュエータの回転力伝達系に配
設された回転制限力付与手段と、前記回転制限力付与手
段の作動状態を制御する制御手段とを備えることを特徴
とする。
【0008】この請求項1記載の車両用操舵制御装置に
よれば、伝達比可変機構を駆動する伝達比可変アクチュ
エータの回転を制限する回転制限力付与手段を配設する
ことで、例えば伝達比可変機構の故障時等、必要に応じ
て伝達比可変アクチュエータを固定することができるた
め、伝達比可変アクチュエータと伝達比可変機構の連結
部のギヤ機構における逆効率を高くすることができる。
従って、正効率も高くなるため伝達比可変アクチュエー
タの小型化を図ることができる。
【0009】また、請求項2記載の車両用操舵制御装置
は、請求項1記載の車両用操舵制御装置の前記回転制限
力付与手段が前記伝達比可変アクチュエータの駆動力を
前記伝達比可変機構に伝達する伝達系の途中に配設され
た摩擦力付与手段であることを特徴とする。
【0010】この請求項2記載の車両用操舵制御装置に
よれば、回転制限力付与手段を伝達比可変アクチュエー
タの駆動力を伝達比可変機構に伝達する伝達系の途中に
配設された摩擦力付与手段として構成したため、簡単な
構成で必要に応じて伝達比可変アクチュエータを固定す
ることができることからギヤ機構における逆効率を高く
することができる。また、過大入力時には摩擦力付与手
段がトルクリミッタとして回転を許容するためシステム
の保護を図ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態にかかる車両用操舵制御装置について説明
する。図1は、この発明の実施の形態にかかる車両用操
舵制御装置を示す断面図である。入力軸10は、その上
端が操舵軸に連結されており、また、操舵軸には図示し
ない操舵ハンドルが連結されている。このため、入力軸
10は操舵ハンドルと同方向に回転する機構となってい
る。
【0012】入力軸10は、筒状のスリーブ体20内を
貫通しており、スリーブ体20は、スリーブ22の一端
側に円環状のサンギヤ21を形成し、他端側に円環状の
ウォームホイール23を形成して一体化しており、入力
軸10に対して同心的に配設されている。入力軸10の
外周部とスリーブ体20の内周部との間には、ベアリン
グ12が介在しており、入力軸10とスリーブ体20と
は、互いに回転を拘束されることなく、別々に回転する
機構となっている。
【0013】スリーブ体20を貫通した入力軸10の貫
通端部には、サンギヤ21よりも大なる外径を有する円
盤状のキャリア11が固定されている。このキャリア1
1の周縁部には、等間隔で3箇所に支持ピン13が固定
されており、各支持ピン13により、それぞれプラネタ
リギヤ30が回転自在に支持されている。これら3個の
プラネタリギヤ30は、中心部に位置するサンギヤ21
とそれぞれ噛合しており、キャリア11が入力軸10と
一体的に回転することで、各プラネタリギヤ30は、サ
ンギヤ21と噛合しつつサンギヤ21の周囲を回転移動
する機構となっている。
【0014】また、各プラネタリギヤ30を囲むように
円環状のリングギヤ40が配設されており、リングギヤ
40の内周部に形成されたギヤ歯が各プラネタリギヤ3
0と噛合されている。従って、図2に示すように、サン
ギヤ21、プラネタリギヤ30及びリングギヤ40が同
心的に配設され、サンギヤ21と各プラネタリギヤ30
とが噛合し、各プラネタリギヤ30とリングギヤ40と
が噛合した状態となっており、遊星歯車機構を構成して
いる。
【0015】また、リングギヤ40には出力軸41が一
体化しており、出力軸41に形成したピニオン42には
ラック軸43が噛合している。このようなラック&ピニ
オン機構によって、出力軸41の回転運動をラック軸4
3の直線運動に変換して、車輪を転舵させる機構となっ
ている。一方、スリーブ体20を構成するウォームホイ
ール23にはウォームギヤ24が噛合しており、このウ
ォームギヤ24は、駆動モータ25によって回転駆動さ
れる機構となっている(図3参照)。
【0016】図4に示すように、駆動モータ25は、ハ
ウジング2に固定されている。また、駆動モータ25の
回転軸には円板形状を有する摩擦板26がハウジング2
の外壁と所定距離を隔てた状態で固定されている。更
に、駆動モータ25の回転軸を中心として同心円状にコ
イル27が巻回され、このコイル27の一端がハウジン
グの内壁面に接した状態で配設されている。
【0017】そして、電子制御装置(ECU)50で
は、車速センサ60及び操舵角センサ61の検出結果を
もとに操舵方向と車速に応じて駆動モータ25の回転制
御を実施し、車速に応じたギヤ比により車輪の転舵を行
う。また、伝達比可変機構等の故障を検出した場合には
ウォームギヤ24とハウジング2との固定のための処理
を行う。即ち、車速等に基づいて定められる目標ピニオ
ン角と転舵角との差が所定値以上となった場合、操舵を
行っているにもかかわらず駆動モータ25に電流が供給
されない場合等、可変ギヤシステムが故障状態にあると
判断した場合には、コイル27に通電して摩擦板26を
ハウジング2の外壁側に引き付けて摩擦板26とハウジ
ング2の外壁との間の摩擦力によりウォームギヤ24を
固定する(図5参照)。
【0018】従って、この車両用操舵制御装置によれ
ば、摩擦板26により伝達比可変機構の故障時等必要に
応じて駆動モータ25の回転を制限することができるた
め、伝達比可変機構の故障時等においても操舵ハンドル
の操舵が可能となる。また、駆動モータ25と伝達比可
変機構の連結部のウォームギヤの逆効率を高くすること
ができるため駆動モータ25の小型化を図ることがで
き、車両搭載性の向上を図ることができると共にコスト
の低減を実現することができる。更に、操舵ハンドル等
から過大な入力があった場合には、摩擦板26がトルク
リミッタとして回転を許容するためシステムの保護を図
ることができる。
【0019】なお、上述の実施の形態においては、摩擦
板26を用いてウォームギヤの回転の制限を行っている
が、駆動モータ25の保持トルクを用いてウォームギヤ
の回転の制限を行うようにしてもよい。例えば、ギヤ比
20、逆効率10%のウォームギヤを用いた場合におい
て、可変ギヤシステムの故障時のロックトルクを60N
m以上必要とすると、この可変ギヤシステムにおいては
20Nm以上のロックトルクが求められる。ここで保持
トルクX以上のステッピングモータを駆動モータとして
用いるとすると、ロックトルク=ギヤ比×(1/効率)
×モータの保持トルク、の関係からX=0.1Nm以上
の保持トルクをステッピングモータに設定すれば、可変
ギヤシステムの故障時にステッピングモータの保持トル
クを用いてウォームギヤの回転の制限を行うことができ
る。この場合において60Nm以上の過大な入力が操舵
ハンドルからあった場合にはステッピングモータがトル
クリミッタとして機能して回転するためシステムの保護
も図ることができる。
【0020】また、上述の実施の形態においては、駆動
モータ25の回転軸を中心として同心円状にコイル27
が巻回され、このコイル27の一端がハウジングの内壁
面に接した状態で配設しているが、駆動モータ25の回
転軸を中心として同心的に複数個のコイルを、この複数
個のコイルのそれぞれの一端がハウジングの内壁面に接
した状態で配設するようにしてもよい。
【0021】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、伝達比可
変機構を駆動する伝達比可変アクチュエータの回転力を
制限する回転制限力付与手段を配設することで、例えば
伝達比可変機構の故障時等、必要に応じて伝達比可変ア
クチュエータを固定することができるため、伝達比可変
アクチュエータと伝達比可変機構の連結部のギヤ機構に
おける逆効率を高くすることができる。従って、正効率
も高くなるため伝達比可変アクチュエータの小型化を図
ることができる。
【0022】また、請求項2記載の発明によれば、回転
制限力付与手段を伝達比可変アクチュエータの駆動力を
伝達比可変機構に伝達する伝達系の途中に配設された摩
擦力付与手段として構成したため、簡単な構成で必要に
応じて伝達比可変アクチュエータを固定することができ
ることからギヤ機構における逆効率を高くすることがで
きる。また、過大入力時には摩擦力付与手段がトルクリ
ミッタとして回転を許容するためシステムの保護を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態にかかる車両用操舵制御装
置の構造を示す断面図である。
【図2】この発明の実施の形態にかかる車両用操舵制御
装置における遊星歯車機構のみを取り出して示す平面図
である。
【図3】この発明の実施形態にかかる車両用操舵制御装
置の要部を示す概略図である。
【図4】この発明の実施形態にかかる駆動モータを固定
するための構造を示す図である。
【図5】この発明の実施形態にかかる駆動モータの固定
状態を示す図である。
【符号の説明】
10…入力軸、11…キャリア、20…スリーブ体、2
1…サンギヤ、23…ウォームホイール、24…ウォー
ムギヤ、25…駆動モータ、26…摩擦板、27…コイ
ル、30…プラネタリギヤ、40…リングギヤ、41…
出力軸。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 操舵ハンドルと操舵ギヤ機構との間に伝
    達比可変アクチュエータの回転駆動により伝達比を可変
    する伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置におい
    て、 前記伝達比可変アクチュエータの回転力伝達系に配設さ
    れた回転制限力付与手段と、前記回転制限力付与手段の
    作動状態を制御する制御手段とを備えることを特徴とす
    る車両用操舵制御装置。
  2. 【請求項2】 前記回転制限力付与手段は、前記伝達比
    可変アクチュエータの駆動力を前記伝達比可変機構に伝
    達する伝達系の途中に配設された摩擦力付与手段である
    ことを特徴とする請求項1記載の車両用操舵制御装置。
JP26302598A 1998-09-17 1998-09-17 車両用操舵制御装置 Pending JP2000085610A (ja)

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