JP4294573B2 - 操舵装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、反力モータの温度が所定温度以上になったときに反力モータに供給する電力を低減する技術が開示されている。
そこで、この発明は、操舵システムの温度上昇を確実に抑制することができる操舵装置を提供するものである。
このように構成することにより、初めに第1の温度上昇抑制制御を行って操作子に付与する反力を大きくすることにより、運転者による過度な速い操舵を抑制し、結果的に転舵アクチュエータの負荷の増大を抑制することができる。そして、第1の温度上昇抑制制御を行っても温度検出手段で検出される温度が下がらないときには、第1の温度上昇抑制制御を継続しつつ、第2の温度上昇抑制制御を行って操舵入力に対する前記転舵角の比率を小さくすることにより、転舵アクチュエータの負荷を低減することができる。
このように構成することにより、接続手段を連結することで、運転者によって操作子に入力される操舵力を、駆動輪を転舵させる駆動力として利用することができ、その結果、転舵アクチュエータの負荷を低減することができる。
図1に示すように、SBW式操舵装置1は、運転者によって操作される操舵部(操舵手段)10と、転舵輪を転舵させる転舵部(転舵手段)20と、を備え、操舵部10と転舵部20はクラッチ手段30を介して機械的に連結および切断可能にされている。また、転舵部20は、操舵部10への操舵入力に基づいてステアリング電子制御装置(ECU)40によって電気的に制御される。
なお、ステアリングホイール11は、適宜なばね機構など(図示略)により、常時中立位置へ向けて弾発付勢されている。
車体の適所には車速を検出する車速センサ31が取り付けられており、車速センサ31は車速に対応する電気信号をECU40に出力する。
すなわち、第1段階の温度上昇抑制処理は、定常温度のときよりもステアリングホイール11に作用する操舵反力を大きくする。これにより、運転者による過度な速い操舵を抑制し、転舵部20に対する負荷の増大を抑制して、ステアリングモータ25およびステアリングモータパワードライブユニット28の温度上昇を抑制する。
図2および図3のフローチャートに示す温度上昇抑制処理ルーチンは、ECU40によって一定時間毎に実行される
まず、ステップS101において、ステアリングモータパワードライブユニット28の電流センサ17で検出された電流値に基づいてステアリングモータ25に流れた電流の積算を行うとともに、反力モータパワードライブユニット16の電流センサ29で検出された電流値に基づいて反力モータ12に流れた電流の積算を行う。
次に、ステップS103に進み、ステップS101で算出したステアリングモータ25の電流積算値に基づいてステアリングモータパワードライブユニット28の温度T3を推定し、ステップS101で算出した反力モータ12の電流積算値に基づいて反力モータパワードライブユニット16の温度T4を推定する。
なお、この実施例においては、ECU40がステップS101〜S103の処理を実行することにより、温度検出手段が実現される。
ステップS105における判定結果が「YES」である場合は、ステップS106に進み、図4に示す転舵角補正係数マップを参照して、ステップS104で決定した代表温度Tに対応する転舵角補正係数Rを算出する。この実施例における転舵角補正係数マップでは、代表温度Tが温度t2以下では転舵角補正係数Rは1.0で一定であり、代表温度Tが温度t2を超えると温度上昇にしたがって転舵角補正係数Rが徐々に連続的に減少していき、温度t3における転舵角補正係数r1は、舵角比が締結舵角比にほぼ等くなるように設定されている。なお、温度t3は温度t2よりも高く(t3>t2)、転舵角補正係数r1は1より小さい(r1<1)。
なお、以下の説明の都合上、操舵角センサ13および車速センサ31からの信号に基づいて算出した補正前の目標転舵角を「基準目標転舵角」と称し、車速センサ31や転舵角センサ27からの信号および舵角偏差信号に基づいて算出された補正前の目標操舵反力を「基準目標操舵反力」と称す。
ステップS109における判定結果が「NO」(T<t3)である場合は、本ルーチンの実行を一旦終了する。すなわち、代表温度Tが温度t3よりも低い間は、ステップS101〜ステップS108の処理を繰り返し実行することになる。
そして、ステップS101〜ステップS108の一連の処理の間、代表温度Tが温度t1以下のときには、転舵角補正係数Rと反力補正係数Gはともに「1」であるので、補正目標転舵角は基準目標転舵角と一致し、補正目標操舵反力は基準目標操舵反力に一致する。すなわち、温度t1以下の温度領域では、舵角比と操舵反力のいずれも定常温度時の舵角比と操舵反力となる。
なお、代表温度Tが温度t3になる直前において(すなわち、クラッチ30が締結される直前において)、転舵角補正係数Rは舵角比を締結舵角比にほぼ等くさせる値に設定され、反力補正係数Gは操舵反力を締結操舵反力にほぼ等しくさせる値に設定されるので、クラッチ30の締結時に運転者が違和感を感じることがない。
次に、ステップS116に進んで、クラッチ30を開放し、本来のSBW式の操舵システムに復帰させて、本ルーチンの実行を一旦終了する。
また、それでもさらに温度上昇が続く場合には、運転者に大きな違和感を与えることなく操舵部10と転舵部20を機械的に接続して、ステアリングモータ25等の負荷を低減させて、発熱を低減させることができる。そして、発熱が低減したため操舵部10と転舵部20の機械的接続の必要がなくなったときには、運転者に大きな違和感を与えることなく操舵部10と転舵部20を機械的に切り離して、本来のSBW式の操舵システムに復帰させることができる。
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では、反力モータ12、反力モータパワードライブユニット16、ステアリングモータ25、ステアリングモータパワードライブユニット28、の温度を電流積算により推定しているが、これらの温度を温度センサ(温度検出手段)で直接検出してもよい。
11 ステアリングホイール(操作子)
12 反力モータ(反力アクチュエータ)
13 操舵角センサ(操舵入力検出手段)
21 車輪(転舵輪)
25 ステアリングモータ(転舵アクチュエータ)
30 クラッチ(接続手段)
40 ECU(温度検出手段、制御手段)
Claims (2)
- 運転者により操作される操作子と、
前記操作子に入力される操舵入力を検出する操舵入力検出手段と、
前記操作子とは機械的に分離された転舵輪を転舵する転舵アクチュエータと、
前記操作子に反力を付与する反力アクチュエータと、
前記転舵アクチュエータおよび前記反力アクチュエータを制御する制御手段と、
を備えた操舵装置において、
前記転舵アクチュエータの温度または前記反力アクチュエータの温度またはこれらの温度に関与する構成部材の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御手段は、操舵入力検出手段により検出された操舵入力に応じて前記転舵アクチュエータを制御するとともに、前記温度検出手段で検出された温度が第1の所定値を越えたときには、前記操作子に付与される反力を前記温度が前記第1の所定値以下のときよりも大きくするように前記反力モータを制御する第1の温度上昇抑制制御を行い、前記温度が前記第1の所定値よりも大きい第2の所定値を越えたときには、前記第1の温度上昇抑制制御を継続しつつ、前記操舵入力に対する前記転舵角の比率を前記温度が前記第2の所定値以下のときよりも小さくするように前記転舵アクチュエータを制御する第2の温度上昇抑制制御を行うことを特徴とする操舵装置。 - 前記操作子と前記転舵輪とを機械的に連結および切断可能にする接続手段を備え、
前記温度検出手段で検出された温度が、前記第2の所定値よりも大きい第3の所定値以上のときは、前記接続手段を連結することを特徴とする請求項1に記載の操舵装置。
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