JP2020192936A - Vehicular steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両用ステアリング装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a vehicle steering device.
近年、ステアリングホイールと転舵部との間が機械的に分離されている、いわゆるステアバイワイヤ式（steer-by-wire）の車両用ステアリング装置の開発が進められてきた。この種の車両用ステアリング装置は、例えば特許文献１によって知られている。 In recent years, the development of a so-called steer-by-wire vehicle steering device in which the steering wheel and the steering portion are mechanically separated has been promoted. This type of vehicle steering device is known, for example, in Patent Document 1.
特許文献１の車両用ステアリング装置は、ステアリングホイールの操舵入力が生じる操舵部と、左右の転舵車輪を転舵する転舵部と、操舵部と転舵部との間に介在しているクラッチとを備えている。操舵部は、ステアリングホイールに対して操舵反力を付加する反力モータを備える。転舵部は、転舵軸を介して転舵車輪を転舵することが可能な転舵モータを備える。クラッチと反力モータと転舵モータは、制御部によって制御される。クラッチが開放状態となる通常時には、操舵部と転舵部との間が機械的に分離されている。車両用ステアリング装置は、通常時において、ステアリングホイールの操舵量に応じて転舵モータを作動させることにより、左右の転舵車輪を転舵する The vehicle steering device of Patent Document 1 has a steering portion in which a steering input of a steering wheel is generated, a steering portion that steers the left and right steering wheels, and a clutch interposed between the steering portion and the steering portion. And have. The steering unit includes a reaction force motor that applies a steering reaction force to the steering wheel. The steering unit includes a steering motor capable of steering the steering wheels via the steering shaft. The clutch, reaction force motor, and steering motor are controlled by the control unit. In the normal state when the clutch is in the released state, the steering portion and the steering portion are mechanically separated. In a normal state, a vehicle steering device steers the left and right steering wheels by operating a steering motor according to the steering amount of the steering wheels.
このようなステアバイワイヤ式の車両用ステアリング装置のなかには、クラッチを開放しているときに、ステアリングホイールの操舵量に対する転舵部の転舵量の比（転舵比、制御比）を制御するものがある。制御部が、車両の走行状態に応じて転舵比を制御することにより、より適切な操舵を行うことができる。 Some of these steer-by-wire type vehicle steering devices control the ratio of the steering amount of the steering unit to the steering amount of the steering wheel (steering ratio, control ratio) when the clutch is released. There is. By controlling the steering ratio according to the traveling state of the vehicle, the control unit can perform more appropriate steering.
反力モータや転舵モータに一次失陥が発生した場合には、クラッチを接続してマニュアル操舵を行うことになる。しかし、失陥が発生していない正常状態では、制御部が前記転舵比を大きくする制御を行っている場合がある。この転舵比が大きい状態のときに、一次失陥が発生した時点に直ちにクラッチを接続するのでは、大容量のクラッチを用いる必要がある。車両用ステアリング装置の小型化や低価格化を図る上で、クラッチは小型であることが好ましい。これに対し、一次失陥が発生したときには、前記転舵比を小さくした後に、クラッチを接続することが考えられる。しかし、ステアバイワイヤ式の車両用ステアリング装置であるから、一次失陥が発生した場合であっても、操縦の安定性や操舵フィーリングを極力確保できることが、好ましい。 If a primary failure occurs in the reaction force motor or the steering motor, the clutch will be engaged and manual steering will be performed. However, in a normal state in which no failure has occurred, the control unit may perform control to increase the steering ratio. If the clutch is to be engaged immediately when the primary failure occurs when the steering ratio is large, it is necessary to use a large-capacity clutch. The clutch is preferably small in order to reduce the size and price of the vehicle steering device. On the other hand, when a primary failure occurs, it is conceivable to engage the clutch after reducing the steering ratio. However, since it is a steer-by-wire type steering device for vehicles, it is preferable that steering stability and steering feeling can be ensured as much as possible even when a primary failure occurs.
本発明は、モータの失陥時に接続するクラッチの小型化を図りつつ、操縦の安定性や操舵フィーリングを極力確保することができる、車両用ステアリング装置を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a steering device for a vehicle capable of ensuring steering stability and steering feeling as much as possible while reducing the size of a clutch to be connected when a motor fails.
本発明によれば、
ステアリングホイールの操舵入力が生じるとともに反力モータを備えた操舵部と、
転舵車輪を転舵軸を介して転舵することが可能な転舵モータを備えた転舵部と、
前記操舵部と前記転舵部との間に介在しているクラッチと、
前記クラッチを開放しているときに、前記ステアリングホイールの操舵量に対する前記転舵部の転舵量の転舵比を制御するべく、前記転舵モータを制御する制御装置と、を含み、
前記制御装置は、
前記反力モータと前記転舵モータとのいずれか一方に最初に失陥が発生した一次失陥状態であると判断したときには、前記クラッチの操舵部側の回転速度と前記クラッチの転舵部側の回転速度との、速度差を減少させるように制御し、
その後に、前記反力モータと前記転舵モータとのうち、前記一次失陥状態であると判断された方に再度失陥が発生した二次失陥状態であると判断したときには、前記クラッチを接続するように制御をする、
車両用ステアリング装置が提供される。
According to the present invention
A steering unit equipped with a reaction force motor as well as steering input of the steering wheel,
A steering unit equipped with a steering motor capable of steering the steering wheels via a steering shaft,
A clutch interposed between the steering portion and the steering portion,
A control device that controls the steering motor in order to control the steering ratio of the steering amount of the steering portion to the steering amount of the steering wheel when the clutch is disengaged.
The control device is
When it is determined that either one of the reaction force motor and the steering motor is in the primary failure state in which the failure first occurs, the rotation speed of the steering portion side of the clutch and the steering portion side of the clutch are determined. Control to reduce the speed difference with the rotation speed of
After that, when it is determined that the reaction force motor and the steering motor, which is determined to be in the primary failure state, is in the secondary failure state in which the failure has occurred again, the clutch is disengaged. Control to connect,
A vehicle steering device is provided.
本発明では、制御装置がステアバイワイヤによる操舵制御を実行している状態において、各モータの一方に一次失陥が発生したときに、制御装置は、クラッチの開放状態をそのまま維持することによって、ステアバイワイヤによる操舵制御を維持しつつ、クラッチの操舵部側と転舵部側との速度差を減少させる。その後、反力モータと転舵モータとのうち、一次失陥状態であると判断された方に再度失陥が発生した、つまり二次失陥が発生したときには、制御装置はクラッチを接続する。一次失陥が発生したときから二次失陥が発生するまで、クラッチを開放状態に維持することができる。従って、ステアバイワイヤによる操舵制御からマニュアル操舵へ移行するタイミングを遅らせることができる。この結果、操縦の安定性や操舵フィーリングを極力確保することができる。しかも、クラッチを接続する前に、クラッチの操舵部側と転舵部側との速度差を減少させるので、モータの失陥時に接続するクラッチの小型化を図ることができる。 In the present invention, when a primary failure occurs in one of the motors in a state where the control device is performing steering control by steering by wire, the control device maintains the clutch open state as it is, thereby steering. While maintaining the steering control by the by-wire, the speed difference between the steering portion side and the steering portion side of the clutch is reduced. After that, when the reaction force motor and the steering motor, which is determined to be in the primary failure state, fails again, that is, when the secondary failure occurs, the control device engages the clutch. The clutch can be maintained in the open state from the time when the primary failure occurs to the time when the secondary failure occurs. Therefore, it is possible to delay the timing of shifting from steering control by steer-by-wire to manual steering. As a result, steering stability and steering feeling can be ensured as much as possible. Moreover, since the speed difference between the steering portion side and the steering portion side of the clutch is reduced before the clutch is engaged, the size of the clutch to be connected when the motor fails can be reduced.
本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。 A mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
＜実施例１＞
図１〜図４を参照しつつ実施例１の車両用ステアリング装置１０を説明する。図１に示されるように、車両用ステアリング装置１０は、車両（図示せず）のステアリングホイール１１の操舵入力が生じる操舵部１２と、左右の転舵車輪１３，１３（タイヤを含む）を転舵する転舵部１４と、操舵部１２と転舵部１４との間に介在しているクラッチ１５と、制御装置１６とを含む。左右の転舵車輪１３，１３は、転舵部１４によって転舵されるものであればよく、前輪、後輪、又は両方を含む。
<Example 1>
The
クラッチ１５が開放状態となる通常時には、操舵部１２と転舵部１４との間が機械的に分離されている。このように、車両用ステアリング装置１０は、通常時において、ステアリングホイール１１の操舵量に応じて転舵用アクチュエータ３９を作動させることにより、左右の転舵車輪１３，１３を転舵する方式、いわゆるステアバイワイヤ式（steer-by-wire）を採用している。
Normally, when the
操舵部１２は、運転者が操舵するステアリングホイール１１と、このステアリングホイール１１に連結されているステアリング軸２１と、ステアリングホイール１１に対して操舵反力（反力トルク）を付加する反力付加アクチュエータ２２と、を含む。
The
反力付加アクチュエータ２２（第１アクチュエータ２２）は、運転者が操舵するステアリングホイール１１の操舵力に抵抗する操舵反力を発生することによって、運転者に操舵感を与える。この反力付加アクチュエータ２２は、操舵反力を発生する反力モータ２３（第１モータ２３）と、操舵反力をステアリング軸２１に伝達する反力伝達機構２４と、を含む。反力モータ２３は、電動モータによって構成される。
The reaction force adding actuator 22 (first actuator 22) gives the driver a feeling of steering by generating a steering reaction force that resists the steering force of the
反力伝達機構２４は、例えばウォームギア機構によって構成される。このウォームギア機構２４（反力伝達機構２４）は、反力モータ２３のモータ軸２３ａに設けられたウォーム２４ａと、ステアリング軸２１に設けられたウォームホイール２４ｂとからなる。反力モータ２３が発生した操舵反力は、反力伝達機構２４によってステアリング軸２１に付加される。ウォームギア機構２４は、ウォームホイール２４ｂによってウォーム２４ａを回転（逆駆動）することが可能である。
The reaction
転舵部１４は、ステアリング軸２１に自在軸継手３１，３１及び連結軸３２によって連結されている入力軸３３と、この入力軸３３にクラッチ１５を介して連結されている出力軸３４と、この出力軸３４に操作力伝達機構３５によって連結されている転舵軸３６と、この転舵軸３６の両端にタイロッド３７，３７及びナックル３８，３８を介して連結されている左右の転舵車輪１３，１３と、転舵軸３６に転舵用動力を付加する転舵用アクチュエータ３９と、を含む。
The
入力軸３３と出力軸３４とは、クラッチ１５によって接続状態と開放状態とに切り替えられる。なお、クラッチ１５は、ステアリング軸２１のなかの、反力付加アクチュエータ２２から操舵反力を伝達される部位よりも転舵部１４側、又は、ステアリング軸２１と転舵部１４の入力軸３３との間に介在すればよい。
The
操作力伝達機構３５は、例えばラックアンドピニオン機構によって構成される。このラックアンドピニオン機構３５（操作力伝達機構３５）は、出力軸３４に設けられたピニオン３５ａと、転舵軸３６に設けられたラック３５ｂとからなる。転舵軸３６は、軸方向（車幅方向）へ移動可能である。
The operating
転舵用アクチュエータ３９（第２アクチュエータ３９）は、転舵用動力を発生する転舵モータ４１と、転舵用動力を転舵軸３６に伝達する転舵動力伝達機構４２とからなる。転舵モータ４１（第２モータ４１）は、例えば電動モータによって構成される。転舵動力伝達機構４２は、例えば第１伝達機構４３と第２伝達機構４４とからなる。
The steering actuator 39 (second actuator 39) includes a
第１伝達機構４３は、例えばウォームギア機構によって構成される。このウォームギア機構４３（第１伝達機構４３）は、転舵モータ４１のモータ軸４１ａに設けられたウォーム４３ａと、伝動軸４３ｂに設けられたウォームホイール４３ｃとからなる。このウォームギア機構４３は、ウォームホイール４３ｃによってウォーム４３ａを回転（逆駆動）することが可能である。
The
第２伝達機構４４は、例えばラックアンドピニオン機構によって構成される。このラックアンドピニオン機構４４（第２伝達機構４４）は、伝動軸４３ｂに設けられたピニオン４４ａと、転舵軸３６に設けられたラック４４ｂとからなる。転舵モータ４１が発生した転舵用動力は、ウォームギア機構４３及びラックアンドピニオン機構４４によって転舵軸３６に付加される。
The second transmission mechanism 44 is composed of, for example, a rack and pinion mechanism. The rack and pinion mechanism 44 (second transmission mechanism 44) includes a
車両用ステアリング装置１０は操舵角センサ５１、操舵トルクセンサ５２、ストロークセンサ５３、反力モータ用回転角センサ５４、転舵モータ用回転角センサ５５、車速センサ６１、ヨーレートセンサ６２、加速度センサ６３、その他の各種センサ６４を備えている。
The
操舵角センサ５１は、ステアリングホイール１１の操舵角を検出する。操舵トルクセンサ５２は、ステアリング軸２１に発生する操舵トルクを検出する。この操舵トルクセンサ５２は、ステアリング軸２１のなかの、反力伝達機構２４よりもステアリングホイール１１側に配置してもよい。この配置にすることにより、操舵トルクセンサ５２によって操舵トルク（操舵負荷）を検出することができる。
The
ストロークセンサ５３は、転舵軸３６の中立位置からのストローク量を検出する。なお、転舵軸３６のストローク量と、出力軸３４の回転角とは、相関関係を有する。従って、ストロークセンサ５３は、転舵軸３６のストローク量を直接に検出する構成の他に、出力軸３４の回転角を検出してこの検出値に基づいて間接的にストローク量を検出（算出）する構成としてもよい。
The
反力モータ用回転角センサ５４は、反力モータ２３の回転角を検出するものであり、例えばこの反力モータ２３に備えたレゾルバによって構成される。転舵モータ用回転角センサ５５は、転舵モータ４１の回転角を検出するものであり、例えばこの転舵モータ４１に備えたレゾルバによって構成される。車速センサ６１は車両の車輪速度を検出する。ヨーレートセンサ６２は車両のヨー角速度を検出する。加速度センサ６３は車両の加速度を検出する。
The
図２に示されるように、上記制御装置１６は、制御部７１と駆動回路７２とクラッチ入力側回転速度演算部６６とクラッチ出力側回転速度演算部６７とを有している。クラッチ入力側回転速度演算部６６は、操舵角センサ５１によって検出された操舵角に基づいて、クラッチ１５の入力側の回転速度Ｖ１（図１に示される入力軸３３の回転速度Ｖ１。つまり操舵部１２側の回転速度Ｖ１。）を求める。クラッチ出力側回転速度演算部６７は、ストロークセンサ５３によって検出されたストローク量に基づいて、クラッチ１５の出力側の回転速度Ｖ２（図１に示される出力軸３４の回転速度Ｖ２。つまり転舵部１４側の回転速度Ｖ２。）を求める。
As shown in FIG. 2, the
図１及び図２に示されるように、制御部７１は、各センサ５１〜５５，６１〜６４からそれぞれ検出信号を受けて制御信号を発し、駆動回路７２を介してクラッチ１５、反力モータ２３及び転舵モータ４１に制御信号を発する。この制御装置１６は、クラッチ１５を開放しているときに、ステアリングホイール１１の操舵量に対する転舵部１４の転舵量の比（転舵比、制御比）を制御する転舵可変制御を実行するべく、転舵モータ４１を制御する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ところで、図３に示されるように、反力モータ２３及び転舵モータ４１は、それぞれ少なくとも二重系の巻線（二重化の巻線）、つまり二重巻線によって構成されている。
By the way, as shown in FIG. 3, the
例えば、反力モータ２３は、巻線が二重化された２組の３相巻線、つまり、一方の巻線組２３ｘと他方の巻線組２３ｙとを有している、二重三相モータである。以下、一方の巻線組２３ｘのことを、適宜「第１巻線組２３ｘ」または「第１巻線２３ｘ」という。他方の巻線組２３ｙのことを、適宜「第２巻線組２３ｙ」または「第２巻線２３ｙ」という。第１巻線組２３ｘのみを通電したときの最大出力と第２巻線組２３ｙのみを通電したときの最大出力は同一である。
For example, the
また、転舵モータ４１は、巻線が二重化された２組の３相巻線、つまり、一方の巻線組４１ｘと他方の巻線組４１ｙとを有している、二重三相モータである。以下、一方の巻線組４１ｘのことを、適宜「第３巻線組４１ｘ」または「第３巻線４１ｘ」という。他方の巻線組４１ｙのことを、適宜「第４巻線組４１ｙ」または「第４巻線４１ｙ」という。第３巻線組４１ｘのみを通電したときの最大出力と第４巻線組４１ｙのみを通電したときの最大出力は同一である。
Further, the
次に、図３を参照しつつ、制御装置１６について詳しく説明する。制御装置１６は、反力モータ２３及び転舵モータ４１を制御する制御量を算出する制御部７１と、制御量に基づいて各モータ２３，４１を駆動させる駆動回路７２と、各モータ２３，４１に実際に流れる実電流Ｉａを検出する電流検出部７３と、電流検出部７３が検出した電流に基づいて後述する駆動系統８１〜８４の失陥を検出する失陥判断部７４とを有している。
Next, the
制御部７１は、目標電流設定部７１ａとフィードバック制御部７１ｂ（Ｆ／Ｂ制御部７１ｂ）とを有している。目標電流設定部７１ａは、操舵角センサ５１によって検出された操舵角に基づいて、各モータ２３，４１に供給する目標電流Ｉｔを設定する。Ｆ／Ｂ制御部７１ｂは、目標電流設定部７１ａによって設定された目標電流Ｉｔと、電流検出部７３にて検出された各モータ２３，４１へ供給される実電流Ｉａと、の偏差に基づいてフィードバック制御を行う。
The
駆動回路７２は、車両に搭載されているバッテリからの電源電圧を、反力モータ２３の第１巻線組２３ｘに供給する第１インバータ回路７２ａ１と、反力モータ２３の第２巻線組２３ｙに供給する第２インバータ回路７２ａ２と、転舵モータ４１の第３巻線組４１ｘに供給する第３インバータ回路７２ａ３と、転舵モータ４１の第４巻線組４１ｙに供給する第４インバータ回路７２ａ４と、を有している。
The
また、駆動回路７２は、制御部７１からの駆動指令信号に基づいて各インバータ回路７２ａ１〜７２ａ４の駆動を制御する、駆動部７２ｂ１〜７２ｂ４を有している。第１駆動部７２ｂ１は、第１インバータ回路７２ａ１の駆動を制御する。第２駆動部７２ｂ２は、第２インバータ回路７２ａ２の駆動を制御する。第３駆動部７２ｂ３は、第３インバータ回路７２ａ３の駆動を制御する。第４駆動部７２ｂ４は、第４インバータ回路７２ａ４の駆動を制御する。
Further, the
電流検出部７３は、反力モータ２３の第１巻線組２３ｘに流れる実電流値Ｉａを検出する第１反力電流検出部７３ａと、反力モータ２３の第２巻線組２３ｙに流れる実電流値Ｉａを検出する第２反力電流検出部７３ｂと、転舵モータ４１の第３巻線組４１ｘに流れる実電流値Ｉａを検出する第１転舵電流検出部７３ｃと、転舵モータ４１の第４巻線組４１ｙに流れる実電流値Ｉａを検出する第２転舵電流検出部７３ｄと、を有している。
The
以上のように構成された車両用ステアリング装置１０は、第１駆動系統８１、第２駆動系統８２、第３駆動系統８３、及び第４駆動系統８４を有している。
The
第１駆動系統８１は、反力モータ２３の第１巻線組２３ｘ、第１インバータ回路７２ａ１、第１駆動部７２ｂ１、第１反力電流検出部７３ａ、Ｆ／Ｂ制御部７１ｂから第１巻線組２３ｘまでの配線を含んで構成される。
第２駆動系統８２は、反力モータ２３の第２巻線組２３ｙ、第２インバータ回路７２ａ２、第２駆動部７２ｂ２、第２反力電流検出部７３ｂ、Ｆ／Ｂ制御部７１ｂから第２巻線組２３ｙまでの配線を含んで構成される。
第３駆動系統８３は、転舵モータ４１の第３巻線組４１ｘ、第３インバータ回路７２ａ３、第３駆動部７２ｂ３、第１転舵電流検出部７３ｃ、Ｆ／Ｂ制御部７１ｂから第３巻線組４１ｘまでの配線を含んで構成される。
第４駆動系統８４は、転舵モータ４１の第４巻線組４１ｙ、第４インバータ回路７２ａ４、第４駆動部７２ｂ４、第２転舵電流検出部７３ｄ、Ｆ／Ｂ制御部７１ｂから第４巻線組４１ｙまでの配線を含んで構成される。
The
The
The
The
失陥検出部７４は、各電流検出部７３ａ〜７３ｄによって検出された各々の実電流値Ｉａが、予め定められた正常領域の値を超えた場合、又は、正常領域を下回った場合に、対応するいずれかの駆動系統８１〜８４に失陥が生じたと判断して、目標電流設定部７１ａに出力する。
The
詳しく述べると、失陥検出部７４は、次の（１）〜（４）の判断を行う。
（１）第１反力電流検出部７３ａによって検出された電流値Ｉａが、予め設定されている正常領域の値を超えたか、または、正常領域の値を下回った場合に、第１駆動系統８１に失陥が発生したと判断する。
（２）第２反力電流検出部７３ｂによって検出された電流値Ｉａが、予め設定されている正常領域の値を超えたか、または、正常領域の値を下回った場合に、第２駆動系統８２に失陥が発生したと判断する。
（３）第１転舵電流検出部７３ｃによって検出された電流値Ｉａが、予め設定されている正常領域の値を超えたか、または、正常領域の値を下回った場合に、第３駆動系統８３に失陥が発生したと判断する。
（４）第２転舵電流検出部７３ｄによって検出された電流値Ｉａが、予め設定されている正常領域の値を超えたか、または、正常領域の値を下回った場合に、第４駆動系統８４に失陥が発生したと判断する。
More specifically, the
(1) When the current value Ia detected by the first reaction force
(2) When the current value Ia detected by the second reaction force
(3) When the current value Ia detected by the first steering
(4) When the current value Ia detected by the second steering
図２及び図３に示されるように、制御装置１６の制御部７１は、失陥検出部７４の判断結果に従って、反力モータ２３（第１駆動系統８１または第２駆動系統８２）と、転舵モータ４１（第３駆動系統８３または第４駆動系統８４）との、いずれか一方に最初に失陥が発生した一次失陥状態であると判断したときには、クラッチ１５の入力側（操舵部１２側）の回転速度Ｖ１とクラッチ１５の出力側（転舵部１４側）の回転速度Ｖ２との、速度差ΔＶを減少させるように制御し、その後に、反力モータ２３と転舵モータ４１とのうち、一次失陥状態であると判断された方のモータに再度失陥が発生した二次失陥状態であると判断したときには、クラッチ１５を接続するように制御をする。言い換えると、一次失陥状態においては、転舵可変制御の操舵量に対する転舵量を小さく設定、または同一とする。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
本発明では、一次失陥状態と二次失陥状態とについて、次のように定義する。
「一次失陥状態」とは、４つの駆動系統８１〜８４のいずれか１つに最初に失陥が発生、例えば４つの巻線組２３ｘ，２３ｙ，４１ｘ，４１ｙのいずれか１つに最初に失陥が発生したことをいう。具体例を挙げると、反力モータ２３の第１巻線組２３ｘに最初に失陥が発生した場合には、反力モータ２３が一次失陥状態である。この一次失陥が発生した後に、反力モータ２３と転舵モータ４１のなかの、一次失陥状態である方のモータの他の駆動系統（例えば、他の巻線組）にも失陥が発生したことを、「二次失陥状態」であるという。
In the present invention, the primary failure state and the secondary failure state are defined as follows.
In the "primary failure state", a failure occurs first in any one of the four
さらに一例を挙げると、反力モータ２３の第１巻線組２３ｘが一次失陥状態であるときに、一次失陥状態である方の反力モータ２３の第２巻線組２３ｙにも失陥が発生した場合には、反力モータ２３が二次失陥状態である。つまり、同一のモータ（例えば反力モータ２３）の巻線に２回の失陥を発生した状態が、二次失陥状態である。
To give a further example, when the first winding
制御装置１６の制御部７１は、例えばマイクロコンピュータによって構成される。マイクロコンピュータによって構成した制御部７１の、具体的な制御の一例を説明すると、次の通りである。図１〜図３を参照しつつ、図４に基づいて制御部７１の制御について説明する。
The
図４は、制御部７１の制御フローチャートであって、制御部７１の一連の制御のなかの、モータ失陥時の処理を実行するサブルーチンを示している。このサブルーチンは、例えば所定の条件による割込処理や、時分割処置によって実行する。
FIG. 4 is a control flowchart of the
制御部７１は制御を開始すると、先ずステップＳ０１では、失陥判断部７４から失陥発生信号を受けたか、つまり反力モータ２３の第１巻線組２３ｘと第２巻線組２３ｙ、転舵モータ４１の第３巻線組４１ｘと第４巻線組４１ｙ、のいずれか１つの巻線組に最初に失陥が発生した一次失陥状態であるか否かを判断する。言い換えると、ステップＳ０１では、４つの駆動系統８１〜８４のいずれか１つに、最初に失陥が発生した一次失陥状態であるか否かを判断する。ここで、一次失陥状態ではないと判断した場合には、ステップＳ０２においてクラッチ１５の開放状態を維持して、このサブルーチンを終了する。一方、ステップＳ０１で一次失陥状態であると判断した場合には、ステップＳ０３に進む。
When the
ステップＳ０３では、クラッチ入力側回転速度演算部６６から、クラッチ１５の入力側（操舵部１２側）の回転速度Ｖ１を得る。
次に、ステップＳ０４において、クラッチ出力側回転速度演算部６７から、クラッチ１５の出力側（転舵部１４側）の回転速度Ｖ２を得る。
In step S03, the rotation speed V1 on the input side (
Next, in step S04, the rotation speed V2 on the output side (
次に、ステップＳ０５において、入力側の回転速度Ｖ１と出力側の回転速度Ｖ２とを比較し、回転速度Ｖ１と回転速度Ｖ２との、速度差ΔＶを減少させるように制御、例えば反力モータ２３と転舵モータ４１とを同期制御する。この同期制御の実行方法は、次の３通りのなかから１つを適宜設定すればよい。第１の実行方法は、一次失陥状態に入ったときに、直ちに、速度差ΔＶを減少させるように同期制御を実行する。第２の実行方法は、一次失陥状態に入ったときに、徐々に、速度差ΔＶを減少させるように同期制御を実行する。第３の実行方法は、操舵部１２と転舵部１４の両方が中立点となった場合、つまりステアリングホイール１１と転舵軸３６の両方が中立位置に至った場合に、速度差ΔＶを減少させるように同期制御を実行する。
Next, in step S05, the rotation speed V1 on the input side and the rotation speed V2 on the output side are compared, and control is performed so as to reduce the speed difference ΔV between the rotation speed V1 and the rotation speed V2, for example, the
次に、ステップＳ０６では、失陥判断部７４から失陥発生信号を受けるまで、つまり二次失陥状態であると判断するまで、このステップを繰り返す。ここで、二次失陥状態であると判断した場合には、ステップＳ０７に進む。
ステップＳ０７では、クラッチ１５を接続するように制御した後に、このサブルーチンを終了する。
Next, in step S06, this step is repeated until a failure occurrence signal is received from the
In step S07, this subroutine is terminated after controlling to connect the clutch 15.
上記実施例１の説明をまとめると次の通りである。
図１〜図４に示されるように、車両用ステアリング装置１０は、
ステアリングホイール１１の操舵入力が生じるとともに反力モータ２３を備えた操舵部１２と、
転舵車輪１３，１３を転舵軸３６を介して転舵することが可能な転舵モータ４１を備えた転舵部１４と、
前記操舵部１２と前記転舵部１４との間に介在しているクラッチ１５と、
前記クラッチ１５を開放しているときに、前記ステアリングホイール１１の操舵量に対する前記転舵部１４の転舵量の転舵比を制御するべく、前記転舵モータ４１を制御する制御装置１６と、を含み、
前記制御装置１６は、
前記反力モータ２３と前記転舵モータ４１とのいずれか一方に最初に失陥が発生した一次失陥状態であると判断したときには（図４のステップＳ０１）、前記クラッチ１５の操舵部１２側（入力側）の回転速度Ｖ１と前記クラッチ１５の転舵部１４側（出力側）の回転速度Ｖ２との、速度差ΔＶを減少させるように制御し（図４のステップＳ０５）、
その後に、前記反力モータ２３と前記転舵モータ４１とのうち、前記一次失陥状態であると判断された方に再度失陥が発生した二次失陥状態であると判断したときには（図４のステップＳ０６）、前記クラッチ１５を接続するように制御をする（図４のステップＳ０７）。
The description of the first embodiment is summarized as follows.
As shown in FIGS. 1 to 4, the
A
A
A clutch 15 interposed between the steering
A
The
When it is determined that either one of the
After that, when it is determined that of the
このように、実施例１では、制御装置１６がステアバイワイヤによる操舵制御を実行している状態において、各モータ２３，４１の一方に一次失陥が発生したときに、制御装置１６は、クラッチ１５の開放状態をそのまま維持することによって、ステアバイワイヤによる操舵制御を維持しつつ、クラッチ１５の操舵部１２側と転舵部１４側との速度差ΔＶを減少させる。その後、反力モータ２３と転舵モータ４１とのうち、一次失陥状態であると判断された方に再度失陥が発生した、つまり二次失陥が発生したときには、制御装置１６はクラッチ１５を接続する。一次失陥が発生したときから二次失陥が発生するまで、クラッチ１５を開放状態に維持することができる。従って、ステアバイワイヤによる操舵制御からマニュアル操舵へ移行するタイミングを遅らせることができる。この結果、操縦の安定性や操舵フィーリングを極力確保することができる。しかも、クラッチ１５を接続する前に、クラッチ１５の操舵部１２側と転舵部１４側との速度差ΔＶを減少させるので、モータ２３，４１の失陥時に接続するクラッチ１５の小型化を図ることができる。
As described above, in the first embodiment, when the
好ましくは、図３に示されるように、
前記反力モータ２３は、少なくとも二重系の巻線２３ｘ，２３ｙ（巻線組２３ｘ，２３ｙ）によって構成され、
前記転舵モータ４１は、少なくとも二重系の巻線４１ｘ，４１ｙ（巻線組４１ｘ，４１ｙ）によって構成され、
前記反力モータ２３の前記それぞれの巻線２３ｘ，２３ｙの電流値Ｉａを検出する反力電流検出部７３ａ，７３ｂと、
前記転舵モータ４１の前記それぞれの巻線４１ｘ，４１ｙの電流値Ｉａを検出する
転舵電流検出部７３ｃ、７３ｄと、を更に有し、
前記制御装置１６は、
前記反力電流検出部７３ａ，７３ｂによって検出された前記反力モータ２３の前記巻線２３ｘ，２３ｙの電流値Ｉａに基づいて前記反力モータ２３の駆動系統８１，８２（前記巻線２３ｘ，２３ｙを含む）に失陥が発生したか否かを判断し、
前記転舵電流検出部５７によって検出された前記転舵モータ４１の前記巻線４１ｘ，４１ｙの電流値Ｉａに基づいて前記転舵モータ４１の駆動系統８３，８４（前記巻線４１ｘ，４１ｙを含む）に失陥が発生したか否かを判断する。
Preferably, as shown in FIG.
The
The
The reaction force
Further, the steering current detecting
The
このため、反力モータ２３及び転舵モータ４１の駆動系統８１〜８４の失陥を、容易に検出することができる。
Therefore, the failure of the
さらに、図１及び図２に示されるように、車両用ステアリング装置１０は、前記ステアリングホイール１１の操舵角を検出する操舵角センサ５１と、前記転舵軸３６のストローク量を検出するストロークセンサ５３と、を更に有する。
前記制御装置１６は、前記操舵角センサ５１によって検出された前記操舵角に基づいて、前記クラッチ１５の前記操舵部１２側（入力側）の回転速度Ｖ１を求めるとともに、前記ストロークセンサ５３によって検出された前記ストローク量に基づいて、前記クラッチ１５の前記転舵部１４側（出力側）の回転速度Ｖ２を求めている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the
The
＜実施例２＞
図５を参照しつつ、実施例２の車両用ステアリング装置１００を説明する。図５は上記図２に対応させて表してある。実施例２の車両用ステアリング装置１００は、図１〜図４に示される上記実施例１の車両用ステアリング装置１０の制御装置１６を、図５に示される制御装置１１６に変更したことを特徴とし、他の構成は実施例１と同じなので、説明を省略する。
<Example 2>
The
制御装置１１６は、図２に示されるクラッチ出力側回転速度演算部６７の代わりに、クラッチ出力側回転速度演算部１６７を備えている。このクラッチ出力側回転速度演算部１６７は、転舵モータ用回転角センサ５５によって検出された、転舵モータ４１の回転角に基づいて、クラッチ１５の出力側の回転速度Ｖ２（出力軸３４の回転速度Ｖ２。つまり転舵部１４側の回転速度Ｖ２。）を求める。
The
上記実施例２の説明をまとめると次の通りである。
図１及び図５に示されるように、車両用ステアリング装置１００は、前記ステアリングホイール１１の操舵角を検出する操舵角センサ５１と、前記転舵モータ４１の回転角を検出する転舵モータ用回転角センサ５５と、を有し、
前記制御装置１１６は、
前記操舵角センサ５１によって検出された前記操舵角に基づいて、前記クラッチ１５の前記操舵部１２側（入力側）の回転速度Ｖ１を求めるとともに、
前記転舵モータ用回転角センサ５５によって検出された前記転舵モータ４１の前記回転角に基づいて、前記クラッチ１５の前記転舵部１４側（出力側）の回転速度Ｖ２を求めている。
The explanation of the second embodiment is summarized as follows.
As shown in FIGS. 1 and 5, the
The
Based on the steering angle detected by the
Based on the rotation angle of the
このような構成の実施例２は、上記図１〜４に示される実施例１と同様の作用、効果を発揮することができる。 Example 2 having such a configuration can exhibit the same actions and effects as those of Example 1 shown in FIGS. 1 to 4 above.
＜実施例３＞
図６を参照しつつ、実施例３の車両用ステアリング装置２００を説明する。図６は上記図２に対応させて表してある。実施例３の車両用ステアリング装置２００は、図１〜図４に示される上記実施例１の車両用ステアリング装置１０の制御装置１６を、図６に示される制御装置２１６に変更したことを特徴とし、他の構成は実施例１と同じなので、説明を省略する。
<Example 3>
The
制御装置２１６は、図２に示されるクラッチ入力側回転速度演算部６６の代わりに、クラッチ入力側回転速度演算部２６６を備えている。このクラッチ入力側回転速度演算部２６６は、反力モータ用回転角センサ５４によって検出された、反力モータ２３の回転角に基づいて、クラッチ１５の入力側の回転速度Ｖ１（入力軸３３の回転速度Ｖ１。つまり操舵部１２側の回転速度Ｖ１。）を求める。
The
上記実施例３の説明をまとめると次の通りである。
図１及び図６に示されるように、車両用ステアリング装置２００は、前記反力モータ２３の回転角を検出する反力モータ用回転角センサ５４と、前記転舵軸３６のストローク量を検出するストロークセンサ５３と、を有し、
前記制御装置２１６は、
前記反力モータ用回転角センサ５４によって検出された前記反力モータ２３の前記回転角に基づいて、前記クラッチ１５の前記操舵部１２側（入力側）の回転速度Ｖ１を求めるとともに、
前記ストロークセンサ５３によって検出された前記ストローク量に基づいて、前記クラッチ１５の前記転舵部１４側（出力側）の回転速度Ｖ２を求めている。
The explanation of the third embodiment is summarized as follows.
As shown in FIGS. 1 and 6, the
The
Based on the rotation angle of the
Based on the stroke amount detected by the
このような構成の実施例３は、上記図１〜４に示される実施例１と同様の作用、効果を発揮することができる。 Example 3 having such a configuration can exhibit the same actions and effects as those of Example 1 shown in FIGS. 1 to 4 above.
＜実施例４＞
図７を参照しつつ、実施例４の車両用ステアリング装置３００を説明する。図７は上記図２に対応させて表してある。実施例４の車両用ステアリング装置３００は、図１〜図４に示される上記実施例１の車両用ステアリング装置１０の制御装置１６を、図７に示される制御装置３１６に変更したことを特徴とし、他の構成は実施例１と同じなので、説明を省略する。
<Example 4>
The
制御装置３１６は、図２に示されるクラッチ入力側回転速度演算部６６の代わりにクラッチ入力側回転速度演算部３６６を備えるとともに、図２に示されるクラッチ出力側回転速度演算部６７の代わりにクラッチ出力側回転速度演算部３６７を備えている。
The
クラッチ入力側回転速度演算部３６６は、反力モータ用回転角センサ５４によって検出された、反力モータ２３の回転角に基づいて、クラッチ１５の入力側の回転速度Ｖ１（入力軸３３の回転速度Ｖ１。つまり操舵部１２側の回転速度Ｖ１。）を求める。
The clutch input side rotation
クラッチ出力側回転速度演算部３６７は、転舵モータ用回転角センサ５５によって検出された、転舵モータ４１の回転角に基づいて、クラッチ１５の出力側の回転速度Ｖ２（出力軸３４の回転速度Ｖ２。つまり転舵部１４側の回転速度Ｖ２。）を求める。
The clutch output side rotation
上記実施例４の説明をまとめると次の通りである。
図１及び図７に示されるように、車両用ステアリング装置３００は、前記反力モータ２３の回転角を検出する反力モータ用回転角センサ５４と、前記転舵モータ４１の回転角を検出する転舵モータ用回転角センサ５５と、を有し、
前記制御装置１６は、
前記反力モータ用回転角センサ５４によって検出された前記反力モータ２３の前記回転角に基づいて、前記クラッチ１５の前記操舵部１２側（入力側）の回転速度Ｖ１を求めるとともに、
前記転舵モータ用回転角センサ５５によって検出された前記転舵モータ４１の前記回転角に基づいて、前記クラッチ１５の前記転舵部１４側（出力側）の回転速度Ｖ２を求めている。
The description of the fourth embodiment is summarized as follows.
As shown in FIGS. 1 and 7, the
The
Based on the rotation angle of the
Based on the rotation angle of the
このような構成の実施例４は、上記図１〜４に示される実施例１と同様の作用、効果を発揮することができる。 Example 4 having such a configuration can exhibit the same actions and effects as those of Example 1 shown in FIGS. 1 to 4 above.
＜実施例５＞
図８及び図９を参照しつつ、実施例５の車両用ステアリング装置４００を説明する。図８は上記図２に対応させて表してある。実施例５の車両用ステアリング装置４００は、図１〜図４に示される上記実施例１の車両用ステアリング装置１０に、駐車モード検出部４０１と退避モード検出部４０２とを追加したことを特徴とし、他の構成は実施例１と同じなので、説明を省略する。
<Example 5>
The
駐車モード検出部４０１は、車両用ステアリング装置４００を搭載している車両（図示せず）が、駐車するために走行するモード、つまり「駐車モード」に入っていることを検出するものである。この駐車モードの有無は、車両が後退走行に入ったか否かや、車内に設けられた駐車スイッチの動作によって判断することができる。駐車モード検出部４０１は、例えば、シフト装置のシフトレバーがリバースポジションに位置していることを検出する検出部によって構成される。
The parking
退避モード検出部４０２は、車両用ステアリング装置４００を搭載している車両が、障害物を待避しつつ走行するモード、つまり「退避モード」に入っていることを検出するものである。退避モード検出部４０２は、例えば車両に搭載された撮像機、超音波センサ、レーダーによって障害物を検出する障害物検出装置（図示せず）と、この障害物検出装置の情報に基づいて障害物を待避していると判断する退避判断装置（図示せず）とによって構成される。例えば、退避モード検出部４０２は、車両の自動運転中に退避モードとなったことを検出した場合には、運転者に対してマニュアル操舵を促す警告を発する構成でもよい。
The evacuation
図９は、実施例５の制御部７１の制御フローチャートであって、制御部７１の一連の制御のなかの、モータ失陥時の処理を実行するサブルーチンを示している。図９に示される実施例５の制御フローチャートは、上記図４に示される実施例１の制御フローチャートに対して、ステップＳ１０１〜Ｓ１０２を追加したことを特徴とし、他のステップＳ０１〜Ｓ０７は実施例１と同じなので、説明を省略する。
FIG. 9 is a control flowchart of the
制御部７１は、ステップＳ０１で一次失陥状態であると判断した場合には、ステップＳ１０１に進む。このステップＳ１０１では、駐車モード又は退避モードに入っているか否かを判断する。具体的には、駐車モード検出部４０１の検出信号を受けた場合には、駐車モードに入っていると判断する。退避モード検出部４０２の検出信号を受けた場合には、退避モードに入っていると判断する。このステップＳ１０１で、駐車モードと退避モードのどちらにも入っていないと判断した場合には、ステップＳ０３〜Ｓ０５を実行した後に、ステップＳ０６に進む。一方、ステップＳ１０１で駐車モード又は退避モードに入っていると判断した場合には、ステップＳ１０２に進む。
If the
ステップＳ１０２では、ステアリングホイール１１の操舵量に対する転舵部１４の転舵量の比（転舵比）の制御を実行して、ステップＳ０６に進む。つまり、一次失陥状態が発生したときから二次失陥状態が発生したときまでにわたって、ステアリングホイール１１の操舵量に対する転舵部１４の転舵量の転舵比を変更可能に制御する。
In step S102, the ratio of the steering amount of the
上記実施例５の説明をまとめると次の通りである。
図１、図８及び図９に示されるように、車両用ステアリング装置４００は、
この車両用ステアリング装置４００を搭載している車両（図示せず）が、駐車するために走行する駐車モードに入っていることを検出する駐車モード検出部４０１と、
前記車両が障害物を待避しつつ走行する退避モードに入っていることを検出する退避モード検出部４０２と、を有し、
前記制御装置１６は、前記一次失陥状態が発生したときから前記二次失陥状態が発生したときまでにわたって、前記駐車モード検出部４０１の検出信号又は前記退避モード検出部４０２の検出信号を受けたと判断したときには（図９のステップＳ１０１）、前記ステアリングホイール１１の操舵量に対する前記転舵部１４の転舵量の転舵比を変更可能に制御する（図９のステップＳ１０２）。
The explanation of the fifth embodiment is summarized as follows.
As shown in FIGS. 1, 8 and 9, the
A parking
It has an evacuation
The
このため、駐車モード又は退避モードに入っているときには、一次失陥状態が発生したにもかかわらず、転舵比を変更することが可能である。従って、一次失陥状態であっても、容易に駐車もしくは障害物を待避しつつ走行することができる。車両の走行状態に合わせた、きめ細かい制御をすることができる。さらに実施例５は、上記図１〜４に示される実施例１と同様の作用、効果を発揮することができる。 Therefore, when the parking mode or the evacuation mode is entered, the steering ratio can be changed even though the primary failure state has occurred. Therefore, even in the state of primary failure, it is possible to easily drive while parking or evacuating obstacles. Fine control can be performed according to the running condition of the vehicle. Further, Example 5 can exhibit the same actions and effects as those of Example 1 shown in FIGS. 1 to 4 above.
＜実施例６＞
図１０〜図１２を参照しつつ、実施例６の車両用ステアリング装置５００を説明する。図１０は上記図１に対応させて表してある。図１１は上記図２に対応させて表してある。図１２は上記図３に対応させて表してある。
<Example 6>
The
実施例６の車両用ステアリング装置５００は、図１〜図４に示される上記実施例１の車両用ステアリング装置１０に、転舵モータ５１１（追加した転舵モータ５１１。第３モータ５１１ともいう）を追加したことと、図１〜図４に示される上記実施例１の制御装置１６を、図１０〜図１２に示される制御装置５１６に変更したことを特徴とし、他の構成は実施例１と同じなので、説明を省略する。
The
詳しく説明すると、車両用ステアリング装置５００は、転舵用アクチュエータ３９（第２アクチュエータ３９）の他に、もう１つの転舵用アクチュエータ５１０（第３アクチュエータ５１０）を備える。この第３アクチュエータ５１０は、クラッチ１５と操作力伝達機構３５との間に介在、つまり出力軸３４に設けられている。この第３アクチュエータ５１０は、転舵用動力を発生する転舵モータ５１１と、転舵用動力を出力軸３４に伝達する転舵動力伝達機構５１２とからなる。転舵モータ５１１は、例えば電動モータによって構成される。
More specifically, the
転舵動力伝達機構５１２は、例えばウォームギア機構によって構成される。このウォームギア機構５１２（転舵動力伝達機構５１２）は、転舵モータ５１１のモータ軸５１１ａに設けられたウォーム５１２ａと、出力軸３４に設けられたウォームホイール５１２ｂとからなる。このウォームギア機構５１２は、ウォームホイール５１２ｂによってウォーム５１２ａを回転（逆駆動）することが可能である。
The steering
転舵モータ５１１の回転角は、転舵モータ用回転角センサ５２１（追加したモータ用回転角センサ５２１）によって検出される。この転舵モータ用回転角センサ５２１は、例えばこの転舵モータ５１１に備えたレゾルバによって構成される。
The rotation angle of the
制御装置５１６の制御部７１は、各センサ５１〜５５，５２１，７３ａ〜７３ｆ，６１〜６４からそれぞれ検出信号を受けて制御信号を発し、駆動回路７２を介してクラッチ１５、反力モータ２３及び２つの転舵モータ４１，５１１に制御信号を発する。
The
図１２に示されるように、転舵モータ５１１は、少なくとも二重系の巻線（二重化の巻線）、つまり二重巻線によって構成されている。詳しく述べると、転舵モータ５１１は、巻線が二重化された２組の３相巻線、つまり一方の巻線組５１１ｘと他方の巻線組５１１ｙとを有している、二重三相モータである。以下、一方の巻線組５１１ｘのことを、適宜「第５巻線５１１ｘ」または「第５巻線５１１ｘ」という。他方の巻線組５１１ｙのことを、適宜「第６巻線組５１１ｙ」または「第６巻線５１１ｙ」という。第５巻線５１１ｘのみを通電したときの最大出力と第６巻線組５１１ｙのみを通電したときの最大出力は同一である。
As shown in FIG. 12, the
図１２に示されるように、制御装置５１６は、駆動回路７２に第５インバータ回路７２ａ５と第６インバータ回路７２ａ６と第５駆動部７２ｂ５と第６駆動部７２ｂ６とを追加し、電流検出部７３に第３転舵電流検出部７３ｅと第４転舵電流検出部７３ｆとを追加した構成である。
As shown in FIG. 12, the
第５インバータ回路７２ａ５は、バッテリからの電源電圧を転舵モータ５１１の第５巻線組５１１ｘに供給する。第６インバータ回路７２ａ６は、バッテリからの電源電圧を転舵モータ５１１の第６巻線組５１１ｙに供給する。第５駆動部７２ｂ５は、第５インバータ回路７２ａ５の駆動を制御する。第６駆動部７２ｂ６は、第６インバータ回路７２ａ６の駆動を制御する。第３転舵電流検出部７３ｅは、転舵モータ５１１の第５巻線組５１１ｘに流れる実電流値Ｉａを検出する。第４転舵電流検出部７３ｆは、転舵モータ５１１の第６巻線組５１１ｙに流れる実電流値Ｉａを検出する。
The fifth inverter circuit 72a5 supplies the power supply voltage from the battery to the fifth winding set 511x of the
車両用ステアリング装置５００は、４つの駆動系統８１〜８４の他に、第５駆動系統８５と第６駆動系統８６とを有している。
第５駆動系統８５は、転舵モータ５１１の第５巻線組５１１ｘ、第５インバータ回路７２ａ５、第５駆動部７２ｂ５、第３転舵電流検出部７３ｅ、Ｆ／Ｂ制御部７１ｂから第５巻線組５１１ｘまでの配線を含んで構成される。
第６駆動系統８６は、転舵モータ５１１の第６巻線組５１１ｙ、第６インバータ回路７２ａ６、第６駆動部７２ｂ６、第４転舵電流検出部７３ｆ、Ｆ／Ｂ制御部７１ｂから第６巻線組５１１ｙまでの配線を含んで構成される。
The
The
The
失陥検出部７４は、各電流検出部７３ａ〜７３ｄｆよって検出された実電流値Ｉａが、予め定められた正常領域の値を超えた場合、又は、正常領域を下回った場合に、対応するいずれかの駆動系統８１〜８６に失陥が生じたと判断する。
The
反力モータ２３及び２つの転舵モータ４１，５１１が全て正常である場合には、クラッチ１５は開放状態にある。この場合には、２つの転舵モータ４１，５１１は、互いに協働して必要とされる転舵用動力を分担して出力するか、又は、必要とされる転舵用動力をいずれか一方のみが出力する。
When the
制御部７１は、２つの転舵モータ４１，５１１のなかの、いずれか一方のモータに一次失陥と二次失陥の両方が発生したと判断した場合には、正常な他方のモータのみに制御信号を発する。正常な他方のモータは、必要とされる転舵用動力を出力する。この場合には、反力モータ２３が正常であれば、クラッチ１５を開放状態に維持すればよい。
When the
また、制御部７１は、２つの転舵モータ４１，５１１の両方に一次失陥が発生したと判断した場合には、反力モータ２３が正常であれば、上記実施例１と同様に、前記クラッチ１５の入力側の回転速度Ｖ１と前記クラッチ１５の出力側の回転速度Ｖ２との、速度差を減少させるように前記反力モータ２３と、２つの転舵モータ４１，５１１のなかのいずれか一方のモータと、を同期制御し、その後に、２つの転舵モータ４１，５１１の両方に二次失陥が発生したと判断したときには、前記クラッチ１５を接続するように制御をする。
Further, when the
上記実施例６の説明をまとめると次の通りである。
図１０〜図１２に示されるように、車両用ステアリング装置５００に備えている前記転舵モータは、２つのモータ４１，５１１によって構成されており、
前記２つのモータ４１，５１１は、それぞれ少なくとも二重系の巻線４１ｘ，４１ｙ，５１１ｘ，５１１ｙによって構成されている。
The description of the sixth embodiment is summarized as follows.
As shown in FIGS. 10 to 12, the steering motor provided in the
The two
つまり、転舵モータ４１（第２モータ４１）は、少なくとも二重系の巻線４１ｘ，４１ｙによって構成されている。転舵モータ５１１（第３モータ５１１）は、少なくとも二重系の巻線５１１ｘ，５１１ｙによって構成されている。このため、車両用ステアリング装置５００のフェールセーフ性能を高めることができる。さらに実施例６は、上記図１〜４に示される実施例１と同様の作用、効果を発揮することができる。
That is, the steering motor 41 (second motor 41) is composed of at least
なお、上記実施例６のように、転舵モータが２つのモータ４１，５１１によって構成されている場合に、各モータ４１，５１１をそれぞれ単系統の巻線とした、変形例の構成であってもよい。つまり、実施例６の変形例では、転舵モータ４１（第２モータ４１）は、２つの巻線４１ｘ，４１ｙのいずれか一方のみによって構成される。また、転舵モータ５１１（第３モータ５１１）は、２つの巻線５１１ｘ，５１１ｙのいずれか一方のみによって構成される。従って、第２モータ４１の巻線の数は１であり、第３モータ５１１の巻線の数も１である。この結果、変形例では、２つのモータ４１，５１１の巻線の合計は２である。
It should be noted that, as in the sixth embodiment, when the steering motor is composed of two
上記実施例６の変形例の説明をまとめると、次の通りである。
前記転舵モータは、２つのモータ４１，５１１によって構成されており、
前記２つのモータ４１，５１１の巻線の合計は、少なくとも二重系の巻線からなる１つのモータの、巻線の合計に相当する。
The description of the modified example of the sixth embodiment is summarized as follows.
The steering motor is composed of two
The sum of the windings of the two
より詳しく説明すると、上述のように、実施例６において、二重系の巻線４１ｘ，４１ｙからなる１つのモータ４１（第２モータ４１）の、巻線４１ｘ，４１ｙの合計は２である。また、二重系の巻線５１１ｘ，５１１ｙからなる１つのモータ５１１（第３モータ５１１）の巻線５１１ｘ，５１１ｙの合計は２である。
More specifically, as described above, in the sixth embodiment, the total of the
これに対して実施例６の変形例では、例えば、それぞれ単系統の巻線４１ｘ，５１１ｘ（第３巻線４１ｘ又は第５巻線５１１ｘ）を有している２つのモータ４１，５１１の巻線の合計は２であり、二重系の巻線４１ｘ，４１ｙを有している１つのモータ４１の巻線の合計２に相当、又は、二重系の巻線５１１ｘ，５１１ｙからなる１つのモータ５１１の巻線の合計２に相当する。
On the other hand, in the modified example of the sixth embodiment, for example, the windings of the two
実施例６の変形例によれば、転舵モータを２つのモータ４１，５１１によって構成することにより、車両用ステアリング装置５００のフェールセーフ性能を高めることができる。さらに実施例６の変形例は、上記図１〜４に示される実施例１と同様の作用、効果を発揮することができる。
According to the modified example of the sixth embodiment, the fail-safe performance of the
なお、本発明による車両用ステアリング装置１０，１００，２００，３００，４００，５００は、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、実施例に限定されるものではない。
例えば、本発明の各実施例では、操舵部１２側と転舵部１４側との回転速度の差ΔＶ（回転速度Ｖ１と回転速度Ｖ２との速度差ΔＶ）を確認し、この差ΔＶを減少させるような制御を行っているが、転舵可変制御を解除することによってこれを実現してもよい。その場合は、操舵部１２側と転舵部１４側とが両方とも中立点（中立位置）となった場合に、転舵可変制御を解除することによって操舵部１２に対する転舵部１４の位置を合わせることができる。
また、各実施例のそれぞれを適宜に組み合わせることが可能である。例えば、実施例５及び実施例６は、他の実施例に組み合わせることが可能である。
また、反力モータ２３及び転舵モータ４１，５１１は、それぞれ少なくとも二重系（二重化）の巻線によって構成されていればよく、３相巻線に限定されるものではない。
また、各駆動系統８１〜８６に、それぞれ電流検出部７３ａ〜７３ｆを含むか否かは、任意である。
また、失陥検出部７４は、各電流検出部７３ａ〜７３ｆ毎に個別に対応するように、複数の構成に分離した構成であってもよい。
また、反力モータ２３と転舵モータ４１，５１１の、失陥の発生の有無は、各モータ２３，４１，５１１の各電流値Ｉａに基づいて判断する構成に、限定されるものではない。
The
For example, in each embodiment of the present invention, the difference ΔV (speed difference ΔV between the rotation speed V1 and the rotation speed V2) between the steering
In addition, it is possible to appropriately combine each of the examples. For example, Example 5 and Example 6 can be combined with other examples.
Further, the
Further, it is arbitrary whether or not each
Further, the
Further, the presence or absence of failure of the
本発明の車両用ステアリング装置１０，１００，２００，３００，４００，５００は、自動車に搭載するのに好適である。
The
１０，１００，２００，３００，４００，５００ 車両用ステアリング装置
１１ ステアリングホイール
１２ 操舵部
１３ 転舵車輪
１４ 転舵部
１５ クラッチ
１６，１１６，２１６，３１６，５１６ 制御装置
２１ ステアリング軸
２３ 反力モータ
４１ 転舵モータ
５１ 操舵角センサ
５３ ストロークセンサ
５４ 反力モータ用回転角センサ
５５ 転舵モータ用回転角センサ
７３ 電流検出部
４０１ 駐車モード検出部
４０２ 退避モード検出部
５１１ 転舵モータ
Ｖ１ クラッチの入力側の回転速度（入力軸の回転速度）
Ｖ２ クラッチの出力側の回転速度（出力軸の回転速度）
ΔＶ 速度差
10,100,200,300,400,500
Rotation speed on the output side of the V2 clutch (rotation speed of the output shaft)
ΔV velocity difference
Claims (8)
転舵車輪を転舵軸を介して転舵することが可能な転舵モータを備えた転舵部と、
前記操舵部と前記転舵部との間に介在しているクラッチと、
前記クラッチを開放しているときに、前記ステアリングホイールの操舵量に対する前記転舵部の転舵量の転舵比を制御するべく、前記転舵モータを制御する制御装置と、を含み、
前記制御装置は、
前記反力モータと前記転舵モータとのいずれか一方に最初に失陥が発生した一次失陥状態であると判断したときには、前記クラッチの操舵部側の回転速度と前記クラッチの転舵部側の回転速度との、速度差を減少させるように制御し、
その後に、前記反力モータと前記転舵モータとのうち、前記一次失陥状態であると判断された方に再度失陥が発生した二次失陥状態であると判断したときには、前記クラッチを接続するように制御をする、
車両用ステアリング装置。 A steering unit equipped with a reaction force motor as well as steering input of the steering wheel,
A steering unit equipped with a steering motor capable of steering the steering wheels via a steering shaft,
A clutch interposed between the steering portion and the steering portion,
A control device that controls the steering motor in order to control the steering ratio of the steering amount of the steering portion to the steering amount of the steering wheel when the clutch is disengaged.
The control device is
When it is determined that either one of the reaction force motor and the steering motor is in the primary failure state in which the failure first occurs, the rotation speed of the steering portion side of the clutch and the steering portion side of the clutch are determined. Control to reduce the speed difference with the rotation speed of
After that, when it is determined that the reaction force motor and the steering motor, which is determined to be in the primary failure state, is in the secondary failure state in which the failure has occurred again, the clutch is disengaged. Control to connect,
Vehicle steering device.
前記転舵モータは、少なくとも二重系の巻線によって構成され、
前記反力モータの前記それぞれの巻線の電流値を検出する反力電流検出部と、
前記転舵モータの前記それぞれの巻線の電流値を検出する転舵電流検出部と、を更に有し、
前記制御装置は、
前記反力電流検出部によって検出された前記反力モータの前記それぞれの巻線の電流値に基づいて前記反力モータの駆動系統に失陥が発生したか否かを判断し、
前記転舵電流検出部によって検出された前記転舵モータの前記それぞれの巻線の電流値に基づいて前記転舵モータの駆動系統に失陥が発生したか否かを判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ステアリング装置。 The reaction force motor is composed of at least a dual winding.
The steering motor is composed of at least a dual winding.
A reaction force current detection unit that detects the current value of each winding of the reaction force motor, and
Further, it has a steering current detecting unit for detecting the current value of each winding of the steering motor.
The control device is
Based on the current value of each winding of the reaction force motor detected by the reaction force current detection unit, it is determined whether or not a failure has occurred in the drive system of the reaction force motor.
Based on the current value of each winding of the steering motor detected by the steering current detection unit, it is determined whether or not a failure has occurred in the drive system of the steering motor.
The vehicle steering device according to claim 1.
前記２つのモータの巻線の合計は、少なくとも二重系の巻線からなる１つのモータの、巻線の合計に相当する、
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用ステアリング装置。 The steering motor is composed of two motors.
The sum of the windings of the two motors corresponds to the sum of the windings of at least one motor consisting of dual windings.
The vehicle steering device according to claim 2.
前記制御装置は、
前記操舵角センサによって検出された前記操舵角に基づいて、前記クラッチの前記操舵部側の回転速度を求めるとともに、
前記ストロークセンサによって検出された前記ストローク量に基づいて、前記クラッチの前記転舵部側の回転速度を求めている、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用ステアリング装置。 Further, it has a steering angle sensor for detecting the steering angle of the steering wheel and a stroke sensor for detecting the stroke amount of the steering shaft.
The control device is
Based on the steering angle detected by the steering angle sensor, the rotation speed of the clutch on the steering portion side is obtained, and the rotation speed is obtained.
Based on the stroke amount detected by the stroke sensor, the rotation speed of the clutch on the steering portion side is obtained.
The vehicle steering device according to any one of claims 1 to 3.
前記制御装置は、
前記操舵角センサによって検出された前記操舵角に基づいて、前記クラッチの前記操舵部側の回転速度を求めるとともに、
前記転舵モータ用回転角センサによって検出された前記転舵モータの前記回転角に基づいて、前記クラッチの前記転舵部側の回転速度を求めている、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用ステアリング装置。 Further, the steering angle sensor for detecting the steering angle of the steering wheel and the rotation angle sensor for the steering motor for detecting the rotation angle of the steering motor are provided.
The control device is
Based on the steering angle detected by the steering angle sensor, the rotation speed of the clutch on the steering portion side is obtained, and the rotation speed is obtained.
Based on the rotation angle of the steering motor detected by the rotation angle sensor for the steering motor, the rotation speed of the clutch on the steering portion side is obtained.
The vehicle steering device according to any one of claims 1 to 3.
前記制御装置は、
前記反力モータ用回転角センサによって検出された前記反力モータの前記回転角に基づいて、前記クラッチの前記操舵部側の回転速度を求めるとともに、
前記ストロークセンサによって検出された前記ストローク量に基づいて、前記クラッチの前記転舵部側の回転速度を求めている、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用ステアリング装置。 Further, it has a rotation angle sensor for a reaction force motor that detects the rotation angle of the reaction force motor, and a stroke sensor that detects the stroke amount of the steering shaft.
The control device is
Based on the rotation angle of the reaction force motor detected by the rotation angle sensor for the reaction force motor, the rotation speed of the clutch on the steering portion side is obtained, and the rotation speed is obtained.
Based on the stroke amount detected by the stroke sensor, the rotation speed of the clutch on the steering portion side is obtained.
The vehicle steering device according to any one of claims 1 to 3.
前記制御装置は、
前記反力モータ用回転角センサによって検出された前記反力モータの前記回転角に基づいて、前記クラッチの前記操舵部側の回転速度を求めるとともに、
前記転舵モータ用回転角センサによって検出された前記転舵モータの前記回転角に基づいて、前記クラッチの前記転舵部側の回転速度を求めている、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用ステアリング装置。 Further, it has a rotation angle sensor for a reaction force motor that detects the rotation angle of the reaction force motor, and a rotation angle sensor for a steering motor that detects the rotation angle of the steering motor.
The control device is
Based on the rotation angle of the reaction force motor detected by the rotation angle sensor for the reaction force motor, the rotation speed of the clutch on the steering portion side is obtained, and the rotation speed is obtained.
Based on the rotation angle of the steering motor detected by the rotation angle sensor for the steering motor, the rotation speed of the clutch on the steering portion side is obtained.
The vehicle steering device according to any one of claims 1 to 3.
前記車両が障害物を待避しつつ走行する退避モードに入っていることを検出する退避モード検出部と、を更に有し、
前記制御装置は、前記一次失陥状態が発生したときから前記二次失陥状態が発生したときまでにわたって、前記駐車モード検出部の検出信号又は前記退避モード検出部の検出信号を受けたと判断したときには、前記転舵比を変更可能に制御する、
ことを特徴とする車両用ステアリング装置。 A parking mode detection unit that detects that the vehicle equipped with the vehicle steering device according to any one of claims 1 to 7 is in a parking mode in which the vehicle travels for parking.
Further, it has an evacuation mode detection unit for detecting that the vehicle is in an evacuation mode in which the vehicle travels while avoiding obstacles.
It is determined that the control device has received the detection signal of the parking mode detection unit or the detection signal of the evacuation mode detection unit from the time when the primary failure state occurs to the time when the secondary failure state occurs. Occasionally, the steering ratio is controlled to be changeable.
A steering device for vehicles characterized by this.
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| US20230040044A1 (en) * | 2020-04-20 | 2023-02-09 | Thyssenkrupp Presta Ag | Degradation concept for a steer-by-wire steering system |
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