JPH10329743A - 操舵制御装置 - Google Patents

操舵制御装置

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JPH10329743A
JPH10329743A JP14213597A JP14213597A JPH10329743A JP H10329743 A JPH10329743 A JP H10329743A JP 14213597 A JP14213597 A JP 14213597A JP 14213597 A JP14213597 A JP 14213597A JP H10329743 A JPH10329743 A JP H10329743A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 故障時に備えて設けた2系統の駆動系を、正
常時に双方同時に駆動させているため、制御誤差等が生
じた場合に相互干渉を生じるおそれがあった。 【解決手段】 コントローラCは、回転数センサ26で
検出された回転数に応じて、高回転低トルク型のアクチ
ュエータ23と低回転高トルク型のアクチュエータ24
とを切り換えて駆動制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、操舵ハンドルに連
動して転舵輪を転舵させる操舵制御装置に関し、特に、
転舵用アクチュエータによって転舵輪を転舵駆動する操
舵制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の操舵制御装置の一例が、例えば特
開平4−38270号に開示されている。この操舵制御
装置は、操舵ハンドルの操作量に応じて転舵軸を変位駆
動するが、この際の駆動源となる転舵軸モータを2台備
えており、2台の転舵軸モータを同時に駆動させること
で、転舵軸を変位駆動している。このように駆動系を2
系統備えることで、一方の転舵軸モータに故障が発生し
た場合にも、もう一方の転舵軸モータによって転舵軸を
変位駆動することが可能となり、操舵不能となる事態を
回避している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の操舵制御装置
は、このように2台の転舵軸モータを備え、正常時には
双方同時に駆動しているが、2台の転舵軸モータの制御
には、操舵ハンドルの操作量と転舵軸の変位量とに基づ
いて演算された同一の制御量が双方の転舵軸モータに与
えられる。このため、機械的な変位誤差、電気的な検出
誤差或いは制御誤差等の影響で、2台の転舵軸モータが
相互に干渉し合い、互いに逆方向に駆動トルクを発生す
るなどのおそれがあった。
【0004】本発明はこのような課題を解決すべくなさ
れたものであり、その目的は、故障時に備えて、転舵軸
を駆動する駆動系を2系統で構成した場合にも、各駆動
系が相互干渉を生じることなく、しかも、電力消費を低
減して効率的に作動させることができる操舵制御装置を
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、請求項1にかか
る操舵制御装置は、操舵ハンドルに連動して転舵輪を転
舵させる操舵制御装置において、操舵ハンドルと機械的
に分離され、転舵輪に連結された転舵手段と、互いに異
なる作動特性を有し、転舵手段を駆動する第1及び第2
の駆動手段と、第1及び第2の駆動手段の作動状態を検
出する検出手段と、検出手段の検出結果に応じて、第1
の駆動手段と第2の駆動手段とを切り換えて駆動制御を
行う制御手段とを備えて構成する。
【0006】検出手段では、各駆動手段の作動状態とし
て、例えば回転数或いは電流値などを検出し、制御手段
は、この検出手段の検出結果に応じて、第1の駆動手段
と第2の駆動手段とを切り換えて駆動制御を行う。この
制御により、一方の駆動手段が駆動状態で、他方の駆動
手段は休止状態となるため、双方の駆動手段が相互干渉
を生じることはない。また、2つの駆動手段の作動特性
が互いに異なるので、例えば、高トルクが要求される領
域と高回転が要求される領域とで、作動させる駆動手段
を切り換えることで、消費エネルギーが低減され、しか
も転舵の際の応答性が向上するように作用する。
【0007】また、請求項2にかかる操舵制御装置は、
請求項1にかかる操舵制御装置において、第1の駆動手
段は第2の駆動手段に比べて大なる無負荷回転数を有
し、第2の駆動手段は第1の駆動手段に比べて大なる始
動トルクを有しており、制御手段は、第1の駆動手段の
トルク−回転数特性と第2の駆動手段のトルク−回転数
特性との交差域を境として、第1の駆動手段と第2の駆
動手段とを切り換えて駆動制御を行う。
【0008】制御手段は、検出手段の検出結果を基に、
両駆動手段のトルク−回転数特性の交差域を境として、
作動させる駆動手段を切り換えて駆動制御を行う。例え
ば、回転数が低い始動直後では高トルクが要求されるた
め、制御手段は低回転高トルク型の第2の駆動手段を駆
動させ、前述の交差域を越えて回転数が上昇した段階
で、第2の駆動手段を休止させ、高回転低トルク型の第
1の駆動手段を駆動させる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
添付図面を参照して説明する。
【0010】図1に実施形態にかかる操舵制御装置の構
成を概略的に示す。この操舵制御装置は、運転者が操作
するマスタ部A、転舵輪21を転舵させるスレーブ部
B、機械的に分離されたマスタ部Aとスレーブ部Bとを
電気的に制御するコントローラCで構成する。
【0011】マスタ部Aは、操舵ハンドル11が取り付
けられた操舵軸12と、操舵軸12を回転駆動する操舵
軸モータ14とを備えると共に、操舵軸12には、操舵
ハンドル11の実操舵位置を検出する操舵角センサ13
と、操舵ハンドル11に付与される操舵トルクを検出す
る操舵トルクセンサ15とを備えている。
【0012】スレーブ部Bは、転舵軸22の両側に転舵
輪21が連結されており、転舵軸22を軸方向に沿って
変位駆動することで、転舵輪21が転舵される。図2に
拡大して示すように、この転舵軸22を変位させる駆動
手段としての駆動源を、2つのアクチュエータ23、2
4と変換機25とで構成している。
【0013】両アクチュエータ23,24は、それぞれ
体格の異なるモータ23a、24aと、互いに同一径の
出力ギア23b、24bとで構成しており、このように
体格の異なるモータを備えることで、両アクチュエータ
23,24の作動特性を互いに相違させており、アクチ
ュエータ23は高回転低トルク型のアクチュエータを構
成し、アクチュエータ24は低回転高トルク型のアクチ
ュエータを構成している。なお、各アクチュエータ2
3,24の作動特性は後に詳述する。
【0014】変換機25は、リサーキュレーティングボ
ール式のギアを構成しており、アクチュエータ23,2
4の回転運動を直線運動に変換して転舵軸22を軸方向
に変位させる。変換機25の両側の外周部には、同一径
を有するギア部25a、25bが変換機本体に対して一
体的に形成されており、両ギア部25a、25bには、
アクチュエータ23,24の出力ギア23b、24bが
噛合している。これにより、変換機25とモータ23
a、及び変換機25とモータ24aとの間は、同一のギ
ア列で連結されるため、モータ23a、24aの回転が
変換機25に伝わる回転伝達比は、両アクチュエータ2
3,24とも同一となっている。
【0015】また、この変換機25には、この変換機2
5の回転数を検出する回転数センサ26を設けており、
回転数センサ26によって変換機25の回転数を検出す
ることで、アクチュエータ23,24の作動状態として
の回転数を間接的に検出している。
【0016】一方、転舵軸22の両側には、転舵輪21
からの転舵軸22側に付与される軸力(転舵反力)を検
出する反力センサ28を設けている。また、転舵軸22
には、この転舵軸22の変位位置を検出するストローク
センサ27を設けており、転舵軸22の変位位置と転舵
輪21の転舵位置が対応するため、転舵軸22の変位位
置をストロークセンサ27で検出することで、転舵輪2
1の転舵位置を検知している。
【0017】コントローラCは、操舵角センサ13、操
舵トルクセンサ15、車速センサ16、回転数センサ2
6、ストロークセンサ27及び反力センサ28の検出結
果が与えられ、これらの検出結果をもとに転舵制御及び
反力制御を行っている。すなわちコントローラCは、操
舵トルクセンサ15と反力センサ28との検出結果を基
に操舵軸モータ14の駆動制御を行っており、これによ
り操舵ハンドル11に付与する操舵反力が制御される。
また、コントローラCは、操舵角センサ13と車速セン
サ16の検出結果を基に、制御目標となる目標転舵位置
を演算し、この演算結果とストロークセンサ27の検出
結果との偏差が減少するように、アクチュエータ23、
24の駆動制御を行い、転舵輪21の転舵位置制御を実
施している。この際、以下に説明するように、回転数セ
ンサ26の検出結果に応じて、アクチュエータ23とア
クチュエータ24とを切り換えて駆動制御している。
【0018】ここで、コントローラCで実施するアクチ
ュエータ23,24の駆動制御について説明する。
【0019】図3に示すように、アクチュエータ23は
アクチュエータ24に比べて大なる無負荷回転数を有
し、アクチュエータ24はアクチュエータ23に比べて
大なる始動トルクを有している。このように2つのアク
チュエータ23,24の作動特性が異なるため、両アク
チュエータ23,24のトルク−回転数特性直線は点C
で交差しており、このときの両アクチュエータ23,2
4の回転数はNcとなっている。また、図4の時間−回
転数特性で示すように、同一条件下において、一方のア
クチュエータによって変換機25を回転駆動させた場
合、回転数Ncに到達する時間は、アクチュエータ23
に比べアクチュエータ24の方が速いが、最終到達回転
数は、アクチュエータ24に比べアクチュエータ23の
方が大である。
【0020】これらの関係より、コントローラCでは、
回転数センサ26で検出された回転数を基に、回転数N
c未満の領域では低回転高トルク型のアクチュエータ2
4を作動させ、回転数Nc以上の領域では高回転低トル
ク型のアクチュエータ23を作動させて、転舵制御を実
施している。
【0021】このように回転数Ncを境として、2台の
アクチュエータ23,24を切り換えて駆動すること
で、両アクチュエータ23,24の動作が相互に干渉す
ることを回避でき、しかも図5の時間−回転数特性で示
すように、短時間で高回転域まで到達することが可能と
なる。従って、アクチュエータとして素早く動作するこ
ととなり、これにより転舵応答性を向上させることがで
きる。
【0022】また、このとき、各アクチュエータ23,
24の駆動電流の電流値は、図6に示すように推移する
(図3参照)。変換機25の回転始動時には、コントロ
ーラCによってアクチュエータ24が駆動されるため、
駆動開始後、電流値がアクチュエータ24の始動電流I
1まで上昇する。この後、回転数が上昇するにつれて電
流値が減少し、回転数がNcまで上昇するとアクチュエ
ータ24の駆動電流はI2となり、この時点で、アクチ
ュエータ24の駆動が休止され、コントローラCによる
制御対象がアクチュエータ23に切り換わる。これによ
り、アクチュエータ23に対する駆動電流の供給が開始
される。このときの回転数がNcであるため、駆動開始
後、アクチュエータ23の駆動電流は、回転数Ncに対
応する電流値I3まで上昇し、この後、回転数が上昇す
るにつれて電流値が減少していく。
【0023】このように、アクチュエータ23の駆動電
流の電流値はI3以下に抑えられることになり、図3の
グラフで示すアクチュエータ23の始動電流I4のよう
な大きな電流が供給されることはなく、電力消費を低減
することができる。
【0024】以上説明した実施形態では、互いに体格の
異なるモータ23a、24aを備えることで、互いのア
クチュエータ23,24の作動特性を相違させている
が、モータ23a、24aを、同一体格のモータとした
場合にも、図7に示すように、出力ギア23bの外径に
比べて出力ギア24bの外径を小さくして構成すること
で、前述した実施形態と同様にアクチュエータの作動特
性を互いに相違させることもでき、同様に変換機25に
おける両側のギア部25a、25bの外径を相違させて
もよい。
【0025】また、回転数センサ26で変換機25の回
転数を検出することで、駆動手段としてのアクチュエー
タ23,24及び変換機25の作動状態を検知する例を
示したが、この他にも、各モータ23b、24bに流れ
る駆動電流の大きさを電流センサで検出することで、作
動状態を検知することもできる。この場合、前述した実
施形態では、図3を参照すると、アクチュエータ24の
駆動電流がI2になった時点で、アクチュエータ24を
休止させてアクチュエータ23を駆動すればよい。
【0026】さらに、駆動させるアクチュエータを切り
換える際に、図3における両アクチュエータのトルク−
回転数特性の交点Cを基準としたが、必ずしも交点Cに
限定するものではなく、切り換え時のトルク変動が少な
い範囲となる、交点C近傍における、両アクチュエータ
のトルク−回転数特性の交差域であればよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる操
舵制御装置では、制御手段によって、第1の駆動手段と
第2の駆動手段とを切り換えて駆動制御するので、故障
時に備えて2系統の駆動手段を備えた場合にも、両駆動
手段に相互干渉が生じる事態を回避できる。また、この
第1の駆動手段と第2の駆動手段は、互いに作動特性が
異なるので、例えば、高回転が要求される領域や高トル
クが要求される領域において、それぞれ好適な駆動手段
を駆動させることが可能となり、消費エネルギーを低減
でき、しかも転舵の際の応答性を向上させることが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態にかかる操舵制御装置の構成を示す
ブロック図である。
【図2】両アクチュエータの取り付け部位を示す拡大図
である。
【図3】個々のアクチュエータのトルク−回転数特性及
びトルク−電流特性を示すグラフである。
【図4】個々のアクチュエータの時間−回転数特性を示
すグラフである。
【図5】両アクチュエータを切り換えて駆動させた場合
の時間−回転数特性を示すグラフである。
【図6】両アクチュエータを切り換えて駆動させた場合
の時間−電流特性を示すグラフである。
【図7】他の実施形態にかかるアクチュエータと変換機
とを示す拡大図である。
【符号の説明】
A…マスタ部、B…スレーブ部、C…コントローラ、1
1…操舵ハンドル、12…操舵軸、13…操舵角セン
サ、14…操舵軸モータ、15…操舵トルクセンサ、1
6…車速センサ、21…転舵輪、22…転舵軸、23…
アクチュエータ、23a…モータ、23b…出力ギア、
24…アクチュエータ、24a…モータ、24b…出力
ギア、25…変換機、25a、25b…ギア部、26…
回転数センサ、27…ストロークセンサ、28…反力セ
ンサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B62D 127:00 137:00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 操舵ハンドルに連動して転舵輪を転舵さ
    せる操舵制御装置において、 前記操舵ハンドルと機械的に分離され、転舵輪に連結さ
    れた転舵手段と、 互いに異なる作動特性を有し、前記転舵手段を駆動する
    第1及び第2の駆動手段と、 前記第1及び第2の駆動手段の作動状態を検出する検出
    手段と、 前記検出手段の検出結果に応じて、前記第1の駆動手段
    と第2の駆動手段とを切り換えて駆動制御を行う制御手
    段とを備える操舵制御装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の駆動手段は前記第2の駆動手
    段に比べて大なる無負荷回転数を有し、前記第2の駆動
    手段は前記第1の駆動手段に比べて大なる始動トルクを
    有しており、 前記制御手段は、前記第1の駆動手段のトルク−回転数
    特性と前記第2の駆動手段のトルク−回転数特性との交
    差域を境として、前記第1の駆動手段と第2の駆動手段
    とを切り換えて駆動制御を行う請求項1記載の操舵制御
    装置。
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