JP6561646B2 - Rotation angle detection device and steering device - Google Patents
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Description
本発明は、回転角度検出装置および操舵装置に関する。 The present invention relates to a rotation angle detection device and a steering device.
車両の操舵装置では、ステアリングホイールと転舵輪とが機械的に分離されたステアバイワイヤが知られている。このような操舵装置には、ステアリングホイールから転舵輪への動力伝達を断続するクラッチが設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。 As a vehicle steering apparatus, a steer-by-wire in which a steering wheel and a steered wheel are mechanically separated is known. Some of such steering devices are provided with a clutch for intermittently transmitting power from a steering wheel to a steered wheel (see, for example, Patent Document 1).
特許文献１に記載の操舵装置は、ステアリングホイール側に操舵反力を付与する反力モータと、転舵輪に転舵力を付与する駆動モータとを備えている。また、操舵装置には、ステアリングホイールの操舵角度（絶対角度）を検出する操舵角センサや、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ等が設けられている。操舵装置の制御装置は、操舵トルク等に応じて反力モータを駆動させてステアリングホイールに反力を付与させるとともに、操舵に合わせて駆動モータを駆動させて転舵動作を行わせている。操舵装置の制御装置は、操舵角度に対する転舵角度の比である舵角比を可変に制御している。 The steering device described in Patent Literature 1 includes a reaction force motor that applies a steering reaction force to the steering wheel side, and a drive motor that applies a steering force to the steered wheels. Further, the steering device is provided with a steering angle sensor that detects the steering angle (absolute angle) of the steering wheel, a steering torque sensor that detects the steering torque, and the like. The control device of the steering device drives the reaction force motor according to the steering torque or the like to apply the reaction force to the steering wheel, and drives the drive motor in accordance with the steering to perform the turning operation. The control device for the steering device variably controls the steering angle ratio, which is the ratio of the steering angle to the steering angle.
ところで、上記のような操舵装置に設けられる操舵角センサは、ステアリングシャフトにおいてステアリングホイールとトルクセンサとの間に設けられている。このため、操舵角センサをステアリングシャフトに装着させるための遊びや取付公差等によって、操舵角度の検出精度が低くなるおそれがある。なお、操舵装置の操舵角センサに限らずシャフトに装着される回転角センサであれば同様のことが懸念される。 Incidentally, the steering angle sensor provided in the steering apparatus as described above is provided between the steering wheel and the torque sensor in the steering shaft. For this reason, there is a possibility that the detection accuracy of the steering angle may be lowered due to play or attachment tolerance for mounting the steering angle sensor on the steering shaft. In addition, the same thing is concerned about not only the steering angle sensor of a steering device but the rotation angle sensor with which a shaft is mounted | worn.
本発明の目的は、回転角度の検出精度の低下を抑制することのできる回転角度検出装置および操舵装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the rotation angle detection apparatus and steering device which can suppress the fall of the detection accuracy of rotation angle.
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について説明する。
上記課題を解決する回転角度検出装置は、回転検出対象であるシャフトに対して異なる減速比で連結されて前記シャフトに連動して回転する複数のモータと、前記複数のモータの相対回転角度を検出する複数の相対角度センサと、前記複数の相対角度センサを通じて検出される複数の相対回転角度のうち少なくとも２つに基づいて前記シャフトの絶対回転角度を算出する演算部と、を備えることをその要旨としている。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
A rotation angle detection device that solves the above problems detects a plurality of motors that are connected to a shaft that is a rotation detection target at different reduction ratios and rotates in conjunction with the shaft, and a relative rotation angle of the plurality of motors. And a calculation unit that calculates an absolute rotation angle of the shaft based on at least two of the plurality of relative rotation angles detected through the plurality of relative angle sensors. It is said.
上記構成によれば、異なる減速比で連結された複数のモータの相対回転角度を用いてシャフトの絶対回転角度を算出することができる。これにより、シャフトに回転角センサが設けられることなく、シャフトの回転角度を算出することができるので、当該回転角度の検出精度の低下を抑制することができる。 According to the above configuration, the absolute rotation angle of the shaft can be calculated using the relative rotation angles of a plurality of motors connected at different reduction ratios. As a result, the rotation angle of the shaft can be calculated without providing the rotation angle sensor on the shaft, so that a decrease in detection accuracy of the rotation angle can be suppressed.
上記回転角度検出装置について、前記複数のモータは、それぞれベルトを介して前記シャフトに動力伝達可能に連結されることが好ましい。
上記構成によれば、複数のモータがそれぞれベルトを介してシャフトに連結される。このため、複数のモータとシャフトとがギヤによって連結される場合に比べて作動音を抑制することができる。また、減速比の設定を比較的容易に行うことができる。
In the rotation angle detection device, it is preferable that the plurality of motors are coupled to the shaft through a belt so as to be able to transmit power.
According to the above configuration, each of the plurality of motors is coupled to the shaft via the belt. For this reason, compared with the case where a some motor and a shaft are connected with a gear, an operation noise can be suppressed. Further, the reduction ratio can be set relatively easily.
上記課題を解決する操舵装置は、上記の回転角度検出装置と、ステアリングホイールおよび前記回転検出対象であるステアリングシャフトを有する操舵機構と、前記回転角度検出装置を通じて検出される前記ステアリングシャフトの絶対回転角度に応じて転舵動作を行う転舵機構と、前記複数のモータである複数の操舵側モータの駆動をそれぞれ制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数の操舵側モータのうち少なくとも一つの駆動力を操舵力として前記ステアリングシャフトに付与する制御を実行することをその要旨としている。 A steering device that solves the above-described problems includes an absolute rotation angle of the steering shaft that is detected through the rotation angle detection device, a steering mechanism that includes a steering wheel and a steering shaft that is the rotation detection target, and the rotation angle detection device. A steering mechanism that performs a steering operation in accordance with the control unit, and a control unit that controls driving of the plurality of steering-side motors that are the plurality of motors, and the control unit includes the plurality of steering-side motors. The gist of the present invention is to execute control for applying at least one driving force to the steering shaft as a steering force.
上記構成によれば、操舵補助を行う操舵装置であっても、ステアリングシャフトに操舵角センサが設けられることなく、操舵角度（絶対角度）を算出することができる。このため、操舵角度の検出精度の低下を抑制することができる。また、複数の操舵側モータを有するので回転角度検出装置、ひいては操舵装置の冗長性が高まる。 According to the above configuration, even in a steering device that performs steering assistance, a steering angle (absolute angle) can be calculated without providing a steering angle sensor on the steering shaft. For this reason, the fall of the detection accuracy of a steering angle can be suppressed. Further, since the plurality of steering side motors are provided, the rotation angle detection device, and hence the redundancy of the steering device is increased.
上記操舵装置について、前記制御部が前記複数の操舵側モータのうち少なくとも一つの駆動力を操舵力として前記ステアリングシャフトに付与する自動操舵制御を実行する上記操舵装置であって、前記制御部は、前記自動操舵制御を実行するときには、前記複数の操舵側モータのうち減速比がより小さい前記操舵側モータを駆動させ、前記自動操舵制御中に手動操舵があったときには、前記複数の操舵側モータのうち減速比がより大きい前記操舵側モータを駆動させることが好ましい。 In the steering apparatus, the control unit executes automatic steering control in which at least one driving force among the plurality of steering motors is applied to the steering shaft as a steering force, and the control unit includes: When executing the automatic steering control, the steering side motor having a smaller reduction ratio is driven among the plurality of steering side motors. When manual steering is performed during the automatic steering control, the plurality of steering side motors are driven. It is preferable to drive the steering side motor having a larger reduction ratio.
上記構成によれば、自動操舵時に減速比がより小さい操舵側モータを駆動させ、自動操舵中に手動操舵があったときに減速比がより大きい操舵側モータを駆動させることで、手動操舵における駆動力が勝り、手動操舵を容易に優先させることができる。 According to the above configuration, driving in manual steering is performed by driving a steering side motor having a smaller reduction ratio during automatic steering and driving a steering side motor having a larger reduction ratio when manual steering is performed during automatic steering. Power is superior and manual steering can be easily prioritized.
上記課題を解決する操舵装置は、上記の回転角度検出装置と、ステアリングホイールおよび前記回転検出対象であるステアリングシャフトを有する操舵機構と、転舵シャフトおよび前記転舵シャフトの駆動源である転舵側モータを有する転舵機構と、前記操舵機構と前記転舵機構との間を機械的に断続するクラッチと、前記複数のモータである複数の操舵側モータ、前記転舵側モータの駆動および前記クラッチの断接をそれぞれ制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記クラッチによって前記操舵機構と前記転舵機構とを機械的に切断しているとき、前記複数の操舵側モータのうち少なくとも一つの駆動力を操舵反力として前記ステアリングシャフトに付与するとともに、前記回転角度検出装置を通じて検出される前記ステアリングシャフトの絶対回転角度に応じて前記転舵側モータの駆動力を転舵力として前記転舵シャフトに付与することをその要旨としている。 A steering device that solves the above problems includes the above-described rotation angle detection device, a steering mechanism that includes a steering wheel and a steering shaft that is the rotation detection target, and a steered side that is a drive source for the steered shaft and the steered shaft. A steering mechanism having a motor, a clutch that mechanically interrupts between the steering mechanism and the steering mechanism, a plurality of steering-side motors that are the plurality of motors, a drive of the steering-side motor, and the clutch Each of the plurality of steering side motors when the steering mechanism and the steering mechanism are mechanically disconnected by the clutch. One driving force is applied to the steering shaft as a steering reaction force, and the steering system detected through the rotation angle detection device. And as its gist that according to the absolute rotational angle of the shift applied to the steering shaft a driving force of the steered side motor as steering force.
上記構成によれば、操舵機構と転舵機構とが機械的に分離されるステアバイワイヤであっても、ステアリングシャフトに操舵角センサが設けられることなく、操舵角度を算出することができる。このため、操舵角度の検出精度の低下を抑制することができる。また操舵角度に基づく転舵制御の精度の維持向上も図られる。 According to the above configuration, even in the steer-by-wire in which the steering mechanism and the steering mechanism are mechanically separated, the steering angle can be calculated without providing the steering angle sensor on the steering shaft. For this reason, the fall of the detection accuracy of a steering angle can be suppressed. Further, the maintenance accuracy of the steering control based on the steering angle can be maintained and improved.
上記操舵装置について、前記制御部は、前記転舵側モータに異常が発生したとき、前記クラッチによって前記操舵機構と前記転舵機構とを機械的に接続して、前記ステアリングホイールの操舵に応じて前記複数の操舵側モータのうち少なくとも一つの駆動力を操舵力として前記ステアリングシャフトに付与することが好ましい。 In the steering apparatus, the control unit mechanically connects the steering mechanism and the steered mechanism by the clutch when an abnormality occurs in the steered side motor, and responds to steering of the steering wheel. It is preferable that at least one driving force among the plurality of steering motors is applied to the steering shaft as a steering force.
上記構成によれば、転舵側モータに異常が発生したとき、クラッチによって操舵機構と転舵機構とを機械的に接続して、転舵側モータに代わって複数の操舵側モータによって転舵機構を駆動させることで、駆動力を確保することができる。 According to the above configuration, when an abnormality occurs in the steered side motor, the steering mechanism and the steered mechanism are mechanically connected by the clutch, and the steered mechanism is driven by the plurality of steering side motors instead of the steered side motor. Driving force can be ensured by driving.
本発明によれば、回転角度の検出精度の低下を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the rotation angle.
（第１の実施形態）
以下、図１〜図３を参照して、回転角度検出装置を備えた操舵装置の第１の実施形態について説明する。本実施形態の操舵装置は、自動操舵および操舵アシストを行うことが可能である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a steering apparatus including a rotation angle detection device will be described with reference to FIGS. The steering device of this embodiment can perform automatic steering and steering assist.
図１に示されるように、操舵装置は、運転者により操作されるステアリングホイール１０、およびステアリングホイール１０に固定されるステアリングシャフト１１を備えている。ステアリングシャフト１１におけるステアリングホイール１０とは反対側の端部には、ピニオンシャフト１２が設けられている。ピニオンシャフト１２に設けられたピニオンギヤ１２ａは、ラック軸１３に設けられたラックギヤ１４に噛み合わされている。ピニオンシャフト１２の回転運動は、ピニオンギヤ１２ａおよびラックギヤ１４を介してラック軸１３の軸方向の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動がラック軸１３の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１５，１５を介して左右の転舵輪１６，１６にそれぞれ伝達されることにより、これら転舵輪１６，１６の転舵角が変更される。なお、ステアリングホイール１０およびステアリングシャフト１１は、操舵機構を構成する。また、ピニオンシャフト１２、ラック軸１３、およびラックギヤ１４は、転舵機構を構成する。ここで、ステアリングシャフト１１が回転検出対象であるシャフトに相当する。 As shown in FIG. 1, the steering apparatus includes a steering wheel 10 operated by a driver and a steering shaft 11 fixed to the steering wheel 10. A pinion shaft 12 is provided at the end of the steering shaft 11 opposite to the steering wheel 10. A pinion gear 12 a provided on the pinion shaft 12 is meshed with a rack gear 14 provided on the rack shaft 13. The rotational motion of the pinion shaft 12 is converted into a reciprocating linear motion in the axial direction of the rack shaft 13 via the pinion gear 12 a and the rack gear 14. The reciprocating linear motion is transmitted to the left and right steered wheels 16 and 16 via tie rods 15 and 15 respectively connected to both ends of the rack shaft 13, whereby the steered angles of the steered wheels 16 and 16 are changed. The The steering wheel 10 and the steering shaft 11 constitute a steering mechanism. The pinion shaft 12, the rack shaft 13, and the rack gear 14 constitute a steering mechanism. Here, the steering shaft 11 corresponds to a shaft whose rotation is to be detected.
操舵装置は、ステアリングシャフト１１に操舵力を付与する第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータ３０を備えている。第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータ３０は、それぞれ減速機を介してステアリングシャフト１１に連結されている。 The steering device includes a first steering side motor 20 and a second steering side motor 30 that apply a steering force to the steering shaft 11. The first steering side motor 20 and the second steering side motor 30 are connected to the steering shaft 11 via reduction gears, respectively.
第１操舵側モータ２０の回転軸には、第１プーリ２１が固定されている。第１プーリ２１の外周には、歯が等間隔に設けられている。第１プーリ２１の歯数は、例えば４３である。第２操舵側モータ３０の回転軸には、第２プーリ３１が固定されている。第２プーリ３１の外周には、歯が等間隔に設けられている。第２プーリ３１の歯数は、第１プーリ２１の歯数よりも多く設定されている。第２プーリ３１の歯数は、例えば４５である。ステアリングシャフト１１の中間部には、第３プーリ１８が固定されている。第３プーリ１８の外周には、歯が等間隔に設けられている。第３プーリ１８の歯数は、例えば１３３である。 A first pulley 21 is fixed to the rotation shaft of the first steering side motor 20. Teeth are provided at equal intervals on the outer periphery of the first pulley 21. The number of teeth of the first pulley 21 is 43, for example. A second pulley 31 is fixed to the rotation shaft of the second steering motor 30. Teeth are provided at equal intervals on the outer periphery of the second pulley 31. The number of teeth of the second pulley 31 is set larger than the number of teeth of the first pulley 21. The number of teeth of the second pulley 31 is 45, for example. A third pulley 18 is fixed to an intermediate portion of the steering shaft 11. Teeth are provided at equal intervals on the outer periphery of the third pulley 18. The number of teeth of the third pulley 18 is 133, for example.
第１プーリ２１と第３プーリ１８との間には、第１ベルト２２が巻き掛けられている。第１プーリ２１と第３プーリ１８と第１ベルト２２とが第１減速機として機能する。第１操舵側モータ２０の駆動力は、第１減速機を介してステアリングシャフト１１に付与される。 A first belt 22 is wound between the first pulley 21 and the third pulley 18. The first pulley 21, the third pulley 18, and the first belt 22 function as a first speed reducer. The driving force of the first steering side motor 20 is applied to the steering shaft 11 via the first reduction gear.
第２プーリ３１と第３プーリ１８との間には、第２ベルト３２が巻き掛けられている。第２プーリ３１と第３プーリ１８と第２ベルト３２とが第２減速機として機能する。第２操舵側モータ３０の駆動力は、第２減速機を介してステアリングシャフト１１に付与される。 A second belt 32 is wound between the second pulley 31 and the third pulley 18. The second pulley 31, the third pulley 18, and the second belt 32 function as a second speed reducer. The driving force of the second steering motor 30 is applied to the steering shaft 11 via the second reduction gear.
第１操舵側モータ２０には、第１操舵側モータ２０の回転軸の回転角度である第１相対回転角度θ１を検出する第１相対角度センサ２３が設けられている。また、第２操舵側モータ３０には、第２操舵側モータ３０の回転軸の回転角度である第２相対回転角度θ２を検出する第２相対角度センサ３３が設けられている。第１相対角度センサ２３および第２相対角度センサ３３としては、それぞれＭＲセンサが採用されている。ＭＲセンサは、回転軸の回転に応じてｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の２つのアナログ信号を生成する。 The first steering side motor 20 is provided with a first relative angle sensor 23 that detects a first relative rotation angle θ <b> 1 that is the rotation angle of the rotation shaft of the first steering side motor 20. Further, the second steering side motor 30 is provided with a second relative angle sensor 33 that detects a second relative rotation angle θ <b> 2 that is the rotation angle of the rotation shaft of the second steering side motor 30. As the first relative angle sensor 23 and the second relative angle sensor 33, MR sensors are respectively employed. The MR sensor generates two analog signals, a sin signal and a cos signal, according to the rotation of the rotating shaft.
ステアリングシャフト１１において、第３プーリ１８とステアリングホイール１０との間には、トルクセンサ１９が設けられている。トルクセンサ１９はステアリングシャフト１１に付与される操舵トルクを検出する。 In the steering shaft 11, a torque sensor 19 is provided between the third pulley 18 and the steering wheel 10. The torque sensor 19 detects a steering torque applied to the steering shaft 11.
図２に示されるように、操舵装置は、第１操舵側モータ２０と第２操舵側モータ３０とを制御するＥＣＵ４０を備えている。なお、ＥＣＵ４０が回転角度検出装置の演算部および操舵装置の制御部として機能する。 As shown in FIG. 2, the steering apparatus includes an ECU 40 that controls the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30. The ECU 40 functions as a calculation unit of the rotation angle detection device and a control unit of the steering device.
ＥＣＵ４０は、第１相対角度センサ２３を通じて検出される第１相対回転角度θ１および第２相対角度センサ３３を通じて検出される第２相対回転角度θ２に基づきステアリングシャフト１１の回転角度である操舵角度（絶対回転角度）を算出する。ＥＣＵ４０は、絶対回転角度に基づいて第１操舵側モータ２０と第２操舵側モータ３０とをそれぞれ制御する。なお、図２では、説明の便宜上、第１相対角度センサ２３からの出力に第１相対回転角度を示す符号「θ１」を付し、第２相対角度センサ３３からの出力に第２相対回転角度を示す符号「θ２」を付している。 The ECU 40 controls the steering angle (absolutely the rotation angle of the steering shaft 11 based on the first relative rotation angle θ1 detected through the first relative angle sensor 23 and the second relative rotation angle θ2 detected through the second relative angle sensor 33). Rotation angle) is calculated. The ECU 40 controls the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30 based on the absolute rotation angle. In FIG. 2, for convenience of explanation, a sign “θ1” indicating the first relative rotation angle is attached to the output from the first relative angle sensor 23, and the second relative rotation angle is added to the output from the second relative angle sensor 33. The symbol “θ2” is attached.
ここで、図３を参照して、ＥＣＵ４０による絶対回転角度の算出を説明する。
ＥＣＵ４０は、第１相対角度センサ２３から取得される２つのアナログ信号からアークタンジェントを求めることにより第１相対回転角度θ１を算出する。ＥＣＵ４０は、第２相対角度センサ３３から取得される２つのアナログ信号からアークタンジェントを求めることにより第２相対回転角度θ２を算出する。
Here, the calculation of the absolute rotation angle by the ECU 40 will be described with reference to FIG.
The ECU 40 calculates the first relative rotation angle θ1 by obtaining the arc tangent from the two analog signals acquired from the first relative angle sensor 23. The ECU 40 calculates the second relative rotation angle θ2 by obtaining the arc tangent from the two analog signals acquired from the second relative angle sensor 33.
図３に示したグラフの縦軸は第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２とを示し、横軸はステアリングシャフト１１の多回転の絶対回転角度φを示している。実線は第１相対回転角度θ１の遷移を示し、破線は第２相対回転角度θ２の遷移を示している。なお、第１相対角度センサ２３および第２相対角度センサ３３の出力信号はそれぞれ軸倍角１倍である。そして、第１操舵側モータ２０と第２操舵側モータ３０との減速比の違いにより、実線の波形の位相および破線の波形の位相が回転とともにずれていく。第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２とは、それぞれＭＲセンサの検出範囲の回転角度（０°〜３６０°）である。すなわち、第１相対回転角度θ１および第２相対回転角度θ２のそれぞれからでは、ステアリングシャフト１１の多回転の回転角度である絶対回転角度φを算出することができない。 The vertical axis of the graph shown in FIG. 3 indicates the first relative rotation angle θ1 and the second relative rotation angle θ2, and the horizontal axis indicates the multiple rotation absolute rotation angle φ of the steering shaft 11. The solid line indicates the transition of the first relative rotation angle θ1, and the broken line indicates the transition of the second relative rotation angle θ2. Note that the output signals of the first relative angle sensor 23 and the second relative angle sensor 33 each have an axial multiplication angle of 1 time. Then, due to the difference in the reduction ratio between the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30, the phase of the solid line waveform and the phase of the broken line waveform shift with rotation. The first relative rotation angle θ1 and the second relative rotation angle θ2 are rotation angles (0 ° to 360 °) in the detection range of the MR sensor, respectively. That is, from each of the first relative rotation angle θ1 and the second relative rotation angle θ2, it is not possible to calculate the absolute rotation angle φ, which is the multiple rotation angle of the steering shaft 11.
そこで、ＥＣＵ４０は、これら第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２との角度差（｜θ１−θ２｜）を算出する。図３のグラフの太線が角度差を示している。図３に示すように、絶対回転角度φが大きくなるほど、角度差（｜θ１−θ２｜）が絶対回転角度φに比例して大きくなる。このため、ＥＣＵ４０は、角度差（｜θ１−θ２｜）に対する絶対回転角度φを予め把握していることで、角度差（｜θ１−θ２｜）から絶対回転角度φを算出することができる。ＥＣＵ４０は、メモリ４１を有している。メモリ４１には、角度差（｜θ１−θ２｜）に対する絶対回転角度φが予め記憶されている。 Therefore, the ECU 40 calculates an angle difference (| θ1-θ2 |) between the first relative rotation angle θ1 and the second relative rotation angle θ2. The thick line in the graph of FIG. 3 indicates the angle difference. As shown in FIG. 3, as the absolute rotation angle φ increases, the angle difference (| θ1−θ2 |) increases in proportion to the absolute rotation angle φ. For this reason, the ECU 40 can calculate the absolute rotation angle φ from the angle difference (| θ1-θ2 |) by grasping in advance the absolute rotation angle φ with respect to the angle difference (| θ1-θ2 |). The ECU 40 has a memory 41. The memory 41 stores in advance an absolute rotation angle φ with respect to the angle difference (| θ1−θ2 |).
ＥＣＵ４０は、車載される自動操舵制御装置４５と接続されている。自動操舵制御装置４５は、車載される各種のセンサを通じて取得される各種の情報（車速、ヨーレートなど）に基づき目標操舵角を演算する。ＥＣＵ４０は、自動操舵および操舵アシストを行うために、第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータ３０をそれぞれ制御する。操舵装置の動作モードとして、自動操舵モードと操舵アシストモードとは切替可能である。自動操舵と操舵アシストとの切り替えは、例えば車載されるスイッチなどの操作を通じて行うことも可能である。 The ECU 40 is connected to an on-vehicle automatic steering control device 45. The automatic steering control device 45 calculates a target steering angle based on various information (vehicle speed, yaw rate, etc.) acquired through various sensors mounted on the vehicle. The ECU 40 controls the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30 in order to perform automatic steering and steering assist. As an operation mode of the steering device, an automatic steering mode and a steering assist mode can be switched. Switching between automatic steering and steering assist can be performed through an operation of a switch mounted on the vehicle, for example.
ＥＣＵ４０は、自動操舵制御の実行時、自動操舵制御装置４５により演算される目標操舵角に実際の操舵角（実操舵角）を一致させるように、第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータ３０を制御する。 The ECU 40 performs the first steering side motor 20 and the second steering side motor so that the actual steering angle (actual steering angle) coincides with the target steering angle calculated by the automatic steering control device 45 when the automatic steering control is executed. 30 is controlled.
ＥＣＵ４０は、操舵アシスト制御の実行時、第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータ３０を駆動させることにより、ステアリングシャフト１１にアシスト力を付与する。また、ＥＣＵ４０は、自動制御操舵の実行中にたとえば運転者による介入操舵が検出されるとき、自動操舵制御の実行を停止して操舵アシスト制御を実行開始する。 The ECU 40 applies assist force to the steering shaft 11 by driving the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30 during execution of the steering assist control. Further, for example, when intervention by the driver is detected during execution of automatic control steering, the ECU 40 stops execution of automatic steering control and starts execution of steering assist control.
次に、上記のように構成した操舵装置の作用について説明する。
（自動操舵）
ＥＣＵ４０は、自動操舵制御の実行時、自動操舵制御装置４５の指示に応じて自動操舵を実行する。ＥＣＵ４０は、車両の電源がオンされると、ステアリングホイール１０の操舵角度（絶対回転角度φ）を算出する。ＥＣＵ４０は、第１相対角度センサ２３および第２相対角度センサ３３から得られる第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２とを使用して絶対回転角度φを算出する。ＥＣＵ４０は、算出される実際の絶対回転角度φが目標操舵角に応じた絶対回転角度となるように、第１操舵側モータ２０よりも減速比が小さい第２操舵側モータ３０を駆動制御する。第２操舵側モータ３０の回転制御によってステアリングシャフト１１の回転速度および回転角度（絶対回転角度）が制御される。
Next, the operation of the steering device configured as described above will be described.
(Automatic steering)
The ECU 40 executes automatic steering in accordance with an instruction from the automatic steering control device 45 during execution of automatic steering control. The ECU 40 calculates the steering angle (absolute rotation angle φ) of the steering wheel 10 when the power of the vehicle is turned on. The ECU 40 calculates the absolute rotation angle φ using the first relative rotation angle θ1 and the second relative rotation angle θ2 obtained from the first relative angle sensor 23 and the second relative angle sensor 33. The ECU 40 drives and controls the second steering side motor 30 having a reduction ratio smaller than that of the first steering side motor 20 so that the calculated actual absolute rotation angle φ becomes an absolute rotation angle corresponding to the target steering angle. The rotation speed and rotation angle (absolute rotation angle) of the steering shaft 11 are controlled by the rotation control of the second steering side motor 30.
なおこのとき、第１操舵側モータ２０は駆動制御されない。第２操舵側モータ３０の駆動に伴うステアリングシャフト１１の回転は、第３プーリ１８および第１ベルト２２を介して第１操舵側モータ２０に伝達される。これにより第１操舵側モータ２０はステアリングシャフト１１と連れ回りする。 At this time, the first steering side motor 20 is not driven and controlled. The rotation of the steering shaft 11 accompanying the driving of the second steering motor 30 is transmitted to the first steering motor 20 via the third pulley 18 and the first belt 22. As a result, the first steering motor 20 rotates with the steering shaft 11.
（操舵アシスト）
ＥＣＵ４０は、操舵アシスト制御の実行時、車速および操舵トルクに基づき目標アシストトルクを演算する。ＥＣＵ４０は、ステアリングシャフト１１に付与されるアシストトルクが目標アシストトルクとなるように、第２操舵側モータ３０よりも減速比が大きい第１操舵側モータ２０を駆動制御する。また、ＥＣＵ４０は、車両の電源がオンされると、ステアリングホイール１０の操舵角度（絶対回転角度φ）を算出する。ＥＣＵ４０は、第１相対角度センサ２３および第２相対角度センサ３３から得られる第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２とを使用して絶対回転角度φを算出する。
(Steering assist)
The ECU 40 calculates a target assist torque based on the vehicle speed and the steering torque when the steering assist control is executed. The ECU 40 drives and controls the first steering motor 20 having a larger reduction ratio than the second steering motor 30 so that the assist torque applied to the steering shaft 11 becomes the target assist torque. Further, the ECU 40 calculates the steering angle (absolute rotation angle φ) of the steering wheel 10 when the vehicle is powered on. The ECU 40 calculates the absolute rotation angle φ using the first relative rotation angle θ1 and the second relative rotation angle θ2 obtained from the first relative angle sensor 23 and the second relative angle sensor 33.
なおこのとき、第２操舵側モータ３０は駆動制御されない。第１操舵側モータ２０の駆動に伴うステアリングシャフト１１の回転は、第３プーリ１８および第２ベルト３２を介して第２操舵側モータ３０に伝達される。これにより、第２操舵側モータ３０はステアリングシャフト１１と連れ回りする。 At this time, the second steering side motor 30 is not driven and controlled. The rotation of the steering shaft 11 accompanying the driving of the first steering side motor 20 is transmitted to the second steering side motor 30 via the third pulley 18 and the second belt 32. As a result, the second steering motor 30 rotates with the steering shaft 11.
（自動操舵→操舵アシスト）
また、自動操舵中に運転者によってステアリングホイール１０が操作されたときには、ＥＣＵ４０は、第２操舵側モータ３０の駆動制御を停止して、第１操舵側モータ２０の駆動制御を行うことで、操舵をアシストする。このとき、減速比の大きい第１操舵側モータ２０が駆動制御されることで、手動操舵の介入操作が優先されるようになっている。
(Automatic steering → steering assist)
Further, when the steering wheel 10 is operated by the driver during automatic steering, the ECU 40 stops driving control of the second steering side motor 30 and performs driving control of the first steering side motor 20 to perform steering. Assist. At this time, the first steering side motor 20 having a large reduction ratio is driven and controlled so that the manual steering intervention operation is given priority.
（ストッパ機能）
さらに、ステアリングホイール１０の絶対回転角度φが所定角度以上となるとステアリングロールコネクタの配線に負荷が掛かることで断線するおそれがある。そこで、ステアリングホイール１０の絶対回転角度φが所定角度以上となるおそれがある場合には、ＥＣＵ４０は、第１操舵側モータ２０と第２操舵側モータ３０との両方を駆動させて、ステアリングホイール１０の回転方向と反対方向へ向けた操舵反力を高めることでステアリングシャフト１１の回転を規制する。第１操舵側モータ２０と第２操舵側モータ３０との両方を駆動させることで、ステアリングシャフト１１が所定角度以上回転することを、より確実に規制することができるようになる。
(Stopper function)
Furthermore, when the absolute rotation angle φ of the steering wheel 10 is equal to or greater than a predetermined angle, there is a risk of disconnection due to a load applied to the wiring of the steering roll connector. Therefore, when there is a possibility that the absolute rotation angle φ of the steering wheel 10 becomes equal to or larger than a predetermined angle, the ECU 40 drives both the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30 to thereby steer the steering wheel 10. The rotation of the steering shaft 11 is restricted by increasing the steering reaction force in the direction opposite to the rotation direction. By driving both the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30, it is possible to more reliably regulate the rotation of the steering shaft 11 by a predetermined angle or more.
上記のような操舵装置によれば、第１相対角度センサ２３および第２相対角度センサ３３から得られる第１相対回転角度θ１および第２相対回転角度θ２によって絶対回転角度φを算出することができるので、操舵角度の検出精度の低下を抑制することができるようになる。 According to the steering apparatus as described above, the absolute rotation angle φ can be calculated from the first relative rotation angle θ1 and the second relative rotation angle θ2 obtained from the first relative angle sensor 23 and the second relative angle sensor 33. Therefore, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the steering angle.
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）異なる減速比で接続された第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータ３０を通じて得られる第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２とを用いてステアリングシャフト１１の絶対回転角度φを算出することができる。ステアリングシャフトに操舵角センサが設けられることなく操舵角度を算出することができるので、操舵角度（絶対回転角度φ）の検出精度の低下を抑制することができる。
As described above, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The absolute rotation angle of the steering shaft 11 using the first relative rotation angle θ1 and the second relative rotation angle θ2 obtained through the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30 connected at different reduction ratios. φ can be calculated. Since the steering angle can be calculated without providing a steering angle sensor on the steering shaft, it is possible to suppress a decrease in the detection accuracy of the steering angle (absolute rotation angle φ).
（２）第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータ３０はそれぞれ第１ベルト２２および第２ベルト３２を介してステアリングシャフト１１に連結される。ベルトを利用した減速機は、複数の歯車が噛み合う歯車減速機に比べて作動音が小さい。このため、自動操舵時または操舵アシスト時の作動音を抑制することができる。また、減速比の設定を比較的容易に行うことができる。 (2) The first steering side motor 20 and the second steering side motor 30 are connected to the steering shaft 11 via the first belt 22 and the second belt 32, respectively. A reduction gear using a belt has a lower operating noise than a gear reduction gear in which a plurality of gears mesh. For this reason, the operation sound at the time of automatic steering or steering assist can be suppressed. Further, the reduction ratio can be set relatively easily.
（３）２個の第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータ３０を有するので冗長性が高まる。フェールセーフの観点から、自動操舵を行う装置においては、特に好適である。
（４）自動操舵時に減速比がより小さい第２操舵側モータ３０を駆動させ、自動操舵中に手動操舵があったときに減速比がより大きい第１操舵側モータ２０を駆動させることで、手動操舵における駆動力が勝り、手動操舵を容易に優先させることができる。
(3) Since the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30 are provided, redundancy is increased. From the viewpoint of fail-safe, it is particularly suitable for an apparatus that performs automatic steering.
(4) The second steering side motor 30 with a smaller reduction ratio is driven during automatic steering, and the first steering side motor 20 with a larger reduction ratio is driven when manual steering is performed during automatic steering. The driving force in steering is superior, and manual steering can be easily prioritized.
（第２の実施形態）
以下、図４および図５を参照して、回転角度検出装置を備えた操舵装置の第２の実施形態について説明する。この実施形態の操舵装置は、操舵機構と転舵機構とが機械的に分離されるステアバイワイヤである点が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, a second embodiment of the steering device including the rotation angle detection device will be described. The steering apparatus of this embodiment is different from the first embodiment in that the steering mechanism and the steering mechanism are steer-by-wires that are mechanically separated. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the first embodiment.
図４に示されるように、操舵装置は、操舵機構と転舵機構との間を機械的に断続するクラッチ５０を備えている。クラッチ５０は、ステアリングシャフト１１の第３プーリ１８が設けられている位置よりも転舵輪１６側に設けられている。クラッチ５０は、ＥＣＵ４０からの通電が行われることで切断され、ＥＣＵ４０からの通電が停止されることで接続される。クラッチ５０が切断されると、ステアリングホイール１０と転舵輪１６とが機械的に分離される。クラッチ５０が接続されると、ステアリングホイール１０と転舵輪１６とが機械的に連結される。 As shown in FIG. 4, the steering device includes a clutch 50 that mechanically connects and disconnects between the steering mechanism and the steering mechanism. The clutch 50 is provided closer to the steered wheel 16 than the position where the third pulley 18 of the steering shaft 11 is provided. The clutch 50 is disconnected when power is supplied from the ECU 40 and is connected when power supply from the ECU 40 is stopped. When the clutch 50 is disengaged, the steering wheel 10 and the steered wheel 16 are mechanically separated. When the clutch 50 is connected, the steering wheel 10 and the steered wheel 16 are mechanically coupled.
第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータ３０は、それぞれステアリングシャフト１１におけるクラッチ５０よりもステアリングホイール１０側の部分に反力を付与する反力モータとして機能する。 The first steering side motor 20 and the second steering side motor 30 each function as a reaction force motor that applies a reaction force to a portion of the steering shaft 11 closer to the steering wheel 10 than the clutch 50.
操舵装置は、運転者の操舵に応じて、転舵輪１６を転舵させるラック駆動機構６０を備えている。ラック駆動機構６０は、転舵力の発生源である転舵側モータ６１、転舵側モータ６１の回転を減速する減速機（例えばウォーム減速機）６３と、ラック軸１３に噛み合わされる第２ピニオンシャフト６５とを備えている。第２ピニオンシャフト６５は、ラック軸１３に設けられた第２ラックギヤ６６に噛み合わせられる第２ピニオンギヤ６５ａを有している。第２ピニオンシャフト６５の回転運動は、第２ピニオンギヤ６５ａおよび第２ラックギヤ６６を介してラック軸１３の軸方向の往復直線運動に変換される。なお、ラック駆動機構６０は、ピニオンシャフト１２、ラック軸１３、およびラックギヤ１４とともに転舵機構を構成する。ラック軸１３が転舵シャフトに相当する。 The steering device includes a rack drive mechanism 60 that steers the steered wheels 16 according to the steering of the driver. The rack drive mechanism 60 is engaged with the rack shaft 13 and a steered side motor 61 that is a source of the steered force, a speed reducer 63 that decelerates rotation of the steered side motor 61 (for example, a worm speed reducer) And a pinion shaft 65. The second pinion shaft 65 has a second pinion gear 65 a that meshes with a second rack gear 66 provided on the rack shaft 13. The rotational motion of the second pinion shaft 65 is converted into a reciprocating linear motion in the axial direction of the rack shaft 13 via the second pinion gear 65a and the second rack gear 66. The rack drive mechanism 60 constitutes a turning mechanism together with the pinion shaft 12, the rack shaft 13, and the rack gear 14. The rack shaft 13 corresponds to a steered shaft.
転舵側モータ６１には、転舵側モータ６１の回転軸の回転角度を検出する第３相対角度センサ６２が設けられている。第３相対角度センサ６２としてはＭＲセンサが採用されている。 The steered side motor 61 is provided with a third relative angle sensor 62 that detects the rotation angle of the rotating shaft of the steered side motor 61. An MR sensor is employed as the third relative angle sensor 62.
減速機６３は、転舵側モータ６１の回転軸に設けられるウォーム６１ａ、およびウォーム６１ａが噛み合うウォームホイール６３ａを有している。ウォームホイール６３ａには、第２ピニオンシャフト６５が固定されている。 The speed reducer 63 has a worm 61a provided on the rotating shaft of the steered side motor 61, and a worm wheel 63a with which the worm 61a meshes. A second pinion shaft 65 is fixed to the worm wheel 63a.
図５に示されるように、ＥＣＵ４０は、第３相対角度センサ６２から得られる転舵側モータ６１の回転角度によってフィードバック制御を行いながら、ステアリングホイール１０の操舵に合わせて転舵輪１６が転舵するように転舵側モータ６１を駆動制御する。ＥＣＵ４０は、第１相対角度センサ２３および第２相対角度センサ３３を通じて検出される第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２とに基づき操舵角を演算し、当該操舵角に基づき転舵輪１６の目標転舵角を演算する。そしてＥＣＵ４０は、転舵側モータ６１の回転角に基づき検出される実際の転舵角を目標転舵角に一致させるように、転舵側モータ６１を制御する。なお、ステアリングホイール１０が操作された分だけ転舵輪１６を転舵させるようにしてもよい。このときＥＣＵ４０は、実際の転舵角を操舵角に一致させるように転舵側モータ６１を制御する。 As shown in FIG. 5, the ECU 40 steers the steered wheels 16 in accordance with the steering of the steering wheel 10 while performing feedback control according to the rotation angle of the steered side motor 61 obtained from the third relative angle sensor 62. Thus, the steered side motor 61 is driven and controlled. The ECU 40 calculates a steering angle based on the first relative rotation angle θ1 and the second relative rotation angle θ2 detected through the first relative angle sensor 23 and the second relative angle sensor 33, and the steered wheels 16 based on the steering angle. The target turning angle is calculated. The ECU 40 controls the steered side motor 61 so that the actual steered angle detected based on the rotational angle of the steered side motor 61 matches the target steered angle. Note that the steered wheels 16 may be steered by the amount that the steering wheel 10 is operated. At this time, the ECU 40 controls the steered side motor 61 so that the actual steered angle coincides with the steering angle.
ＥＣＵ４０は、第２操舵側モータ３０の駆動制御を通じて操舵トルクに応じた操舵反力を発生させる反力制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ４０はトルクセンサ１９を通じて検出される操舵トルクに基づき目標操舵反力（目標反力トルク）を演算する。そしてＥＣＵ４０は、ステアリングシャフト１１に付与される実際の操舵反力（反力トルク）を目標操舵反力に一致させるように、第２操舵側モータ３０を駆動制御する。 The ECU 40 executes reaction force control for generating a steering reaction force corresponding to the steering torque through the drive control of the second steering side motor 30. That is, the ECU 40 calculates a target steering reaction force (target reaction force torque) based on the steering torque detected through the torque sensor 19. The ECU 40 drives and controls the second steering side motor 30 so that the actual steering reaction force (reaction torque) applied to the steering shaft 11 matches the target steering reaction force.
次に、上記のように構成した操舵装置の作用について説明する。
（ステアバイワイヤ）
クラッチ５０が切断されて、操舵装置がステアバイワイヤとして機能するときには、ＥＣＵ４０は、運転者による操舵に対して第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータ３０によって操舵反力を付与するとともに、運転者の操舵に応じてラック駆動機構６０の転舵側モータ６１を駆動させて転舵輪１６を転舵させる。
Next, the operation of the steering device configured as described above will be described.
(Steer-by-wire)
When the clutch 50 is disengaged and the steering device functions as a steer-by-wire, the ECU 40 applies a steering reaction force by the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30 to the steering by the driver, and also performs driving. The steered wheel 16 is steered by driving the steered side motor 61 of the rack drive mechanism 60 according to the steering of the person.
すなわち、ＥＣＵ４０は、車両の電源がオンされると、第１相対角度センサ２３および第２相対角度センサ３３から得られる第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２とからステアリングホイール１０の操舵角度（絶対回転角度φ）を算出する。そしてＥＣＵ４０は、ステアリングシャフト１１の絶対回転角度φに対応する転舵が行われるように転舵側モータ６１を駆動制御する。また、ＥＣＵ４０は、ステアリングシャフト１１に付与される実際の反力トルクが目標反力トルクに一致するように、第２操舵側モータ３０を駆動制御する。 That is, when the power of the vehicle is turned on, the ECU 40 steers the steering wheel 10 from the first relative rotation angle θ1 and the second relative rotation angle θ2 obtained from the first relative angle sensor 23 and the second relative angle sensor 33. An angle (absolute rotation angle φ) is calculated. Then, the ECU 40 drives and controls the steered side motor 61 so that the steering corresponding to the absolute rotation angle φ of the steering shaft 11 is performed. Further, the ECU 40 drives and controls the second steering side motor 30 so that the actual reaction force torque applied to the steering shaft 11 matches the target reaction force torque.
このように操舵装置がステアバイワイヤとして機能するときには、クラッチ５０によって操舵機構と転舵機構との間の動力伝達経路が機械的に切断されているので、転舵輪１６からの振動等はステアリングホイール１０に伝達されることが抑制される。ステアリングホイール１０の操作に応じて転舵輪１６が転舵されるため、運転者は快適な操舵を行うことができる。 Thus, when the steering device functions as a steer-by-wire, the power transmission path between the steering mechanism and the steered mechanism is mechanically disconnected by the clutch 50, so vibrations from the steered wheels 16 are not affected by the steering wheel 10. It is suppressed that it is transmitted to. Since the steered wheels 16 are steered according to the operation of the steering wheel 10, the driver can perform comfortable steering.
なお、転舵側モータ６１に異常が発生したときには、ＥＣＵ４０は、クラッチ５０を接続させることで、操舵機構と転舵機構とを機械的に接続し、ステアリングシャフト１１の回転を転舵輪１６に直接伝達することを可能とする。そして、ＥＣＵ４０は、第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータ３０をそれぞれ駆動制御することで、ステアリングシャフト１１にアシスト力を付与する。よって、ステアリングシャフト１１にアシスト力が付与されることで運転者の操舵が補助される。 When an abnormality occurs in the steered side motor 61, the ECU 40 mechanically connects the steering mechanism and the steered mechanism by connecting the clutch 50, and directly rotates the steering shaft 11 to the steered wheels 16. It is possible to communicate. Then, the ECU 40 applies an assist force to the steering shaft 11 by controlling the driving of the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30. Thus, the steering force is applied to the steering shaft 11 to assist the driver's steering.
以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の（１）および（２）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（５）操舵機構と転舵機構とが機械的に分離されるステアバイワイヤであっても、ステアリングシャフト１１に操舵角センサが設けられることなく、絶対回転角度φを検出することができる。このため、絶対回転角度φの検出精度の低下を抑制することができる。
As described above, according to this embodiment, in addition to the effects (1) and (2) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(5) Even in the steer-by-wire in which the steering mechanism and the steering mechanism are mechanically separated, the absolute rotation angle φ can be detected without providing the steering angle sensor on the steering shaft 11. For this reason, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the absolute rotation angle φ.
（６）転舵側モータ６１に異常が発生したときにクラッチ５０によって操舵機構と転舵機構とを機械的に接続して、転舵側モータ６１に代わって第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータ３０によって転舵機構を駆動させることで、ラック軸１３を移動させるための駆動力（転舵力）を確保することができる。この駆動力は、操舵を補助するアシスト力としてステアリングシャフト１１に作用させることもできる。 (6) When an abnormality occurs in the steered side motor 61, the steering mechanism and the steered mechanism are mechanically connected by the clutch 50, and the first steered motor 20 and the second steerer are replaced with the steered motor 61. By driving the steering mechanism by the steering side motor 30, it is possible to secure a driving force (steering force) for moving the rack shaft 13. This driving force can be applied to the steering shaft 11 as an assisting force for assisting steering.
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記各実施形態では、第１相対角度センサ２３および第２相対角度センサ３３としてＭＲセンサを用いたが、ホールセンサを用いてもよく、レゾルバを用いてもよい。第２の実施形態の第３相対角度センサ６２についても同様である。
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.
In each of the above embodiments, MR sensors are used as the first relative angle sensor 23 and the second relative angle sensor 33. However, a Hall sensor or a resolver may be used. The same applies to the third relative angle sensor 62 of the second embodiment.
・上記各実施形態では、第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータをそれぞれ第１ベルト２２および第２ベルト３２を介してステアリングシャフト１１に連結した。しかし第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータ３０をそれぞれベルトに代えてギヤを介してステアリングシャフト１１に連結してもよい。 In each of the above embodiments, the first steering side motor 20 and the second steering side motor are connected to the steering shaft 11 via the first belt 22 and the second belt 32, respectively. However, the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30 may be connected to the steering shaft 11 via gears instead of belts.
・上記各実施形態において、第１プーリ２１の歯数、第２プーリ３１の歯数、第３プーリ１８の歯数は、減速比の大小関係が維持されれば、任意に設定可能である。
・上記各実施形態では、ステアリングシャフト１１に設けられる操舵側モータを２個設けたが、操舵側モータを３個以上設けてもよい。この場合、上記各実施形態と同様に３個以上の操舵側モータをステアリングシャフト１１に連結し、３個以上の操舵側モータのうち少なくとも２個の操舵側モータの回転角度差から絶対回転角度φを算出するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the number of teeth of the first pulley 21, the number of teeth of the second pulley 31, and the number of teeth of the third pulley 18 can be arbitrarily set as long as the reduction ratio is maintained.
In each of the above embodiments, two steering motors provided on the steering shaft 11 are provided, but three or more steering motors may be provided. In this case, three or more steering side motors are connected to the steering shaft 11 as in the above embodiments, and the absolute rotation angle φ is determined from the rotation angle difference of at least two steering side motors among the three or more steering side motors. May be calculated.
・上記第２の実施形態では、ＥＣＵ４０と自動操舵制御装置４５とを別々に設けたが、ＥＣＵと自動操舵制御装置とを１つにまとめた制御装置として設けてもよい。
・上記第１の実施形態では、１個のＥＣＵ４０が第１操舵側モータ２０、第２操舵側モータ３０を制御したが、各第１操舵側モータ２０と第２操舵側モータ３０とにＥＣＵ４０をそれぞれ一体に設けてもよい。
In the second embodiment, the ECU 40 and the automatic steering control device 45 are provided separately. However, the ECU and the automatic steering control device may be provided as a single control device.
In the first embodiment, one ECU 40 controls the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30, but the ECU 40 is connected to each of the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30. Each may be provided integrally.
・上記第２の実施形態では、１個のＥＣＵ４０が第１操舵側モータ２０、第２操舵側モータ３０、転舵側モータ６１を制御したが、各第１操舵側モータ２０と第２操舵側モータ３０と転舵側モータ６１とにＥＣＵ４０をそれぞれ一体に設けてもよい。 In the second embodiment, one ECU 40 controls the first steering side motor 20, the second steering side motor 30, and the steered side motor 61. However, each first steering side motor 20 and the second steering side are controlled. The ECU 40 may be provided integrally with the motor 30 and the steered side motor 61, respectively.
・上記第２の実施形態において、ウォームホイール６３ａに相対角度センサ６４を設けてもよい。相対角度センサ６４はウォームホイール６３ａ（ひいては第２ピニオンシャフト６５）の回転角度を検出する。ＥＣＵ４０は、相対角度センサ６４を通じて検出されるウォームホイール６３ａの回転角度に基づき実際の転舵角を演算するようにしてもよい。 In the second embodiment, the relative angle sensor 64 may be provided on the worm wheel 63a. The relative angle sensor 64 detects the rotation angle of the worm wheel 63a (and consequently the second pinion shaft 65). The ECU 40 may calculate the actual turning angle based on the rotation angle of the worm wheel 63a detected through the relative angle sensor 64.
・第１の実施形態では、自動操舵制御の実行時、第２操舵側モータ３０を使用して操舵力を発生させたが、第１操舵側モータ２０により操舵力を発生させてもよい。また、第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータ３０の両方を使用して操舵力を発生させてもよい。 In the first embodiment, when the automatic steering control is executed, the steering force is generated using the second steering side motor 30, but the steering force may be generated by the first steering side motor 20. Further, the steering force may be generated using both the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30.
・第２の実施形態では、第２操舵側モータ３０を使用して操舵反力を発生させたが、第１操舵側モータ２０により操舵反力を発生させてもよい。また、第１操舵側モータ２０および第２操舵側モータ３０の両方を使用して操舵反力を発生させてもよい。 In the second embodiment, the steering reaction force is generated using the second steering side motor 30, but the steering reaction force may be generated by the first steering side motor 20. Further, the steering reaction force may be generated using both the first steering side motor 20 and the second steering side motor 30.
・上記各実施形態では、回転角検出装置によりステアリングシャフト１１の回転角度（操舵角）を検出する例を挙げたが、他のシャフトの回転角度を求めるために使用してもよい。また、車載用途に限らない。 In each of the above embodiments, an example in which the rotation angle (steering angle) of the steering shaft 11 is detected by the rotation angle detection device has been described. Moreover, it is not restricted to vehicle-mounted use.
１０…ステアリングホイール、１１…ステアリングシャフト、１２…ピニオンシャフト、１２ａ…ピニオンギヤ、１３…ラック軸、１４…ラックギヤ、１５…タイロッド、１６…転舵輪、１８…第３プーリ、１９…トルクセンサ、２０…第１操舵側モータ、２１…第１プーリ、２２…第１ベルト、２３…第１相対角度センサ、３０…第２操舵側モータ、３１…第２プーリ、３２…第２ベルト、３３…第２相対角度センサ、４０…ＥＣＵ、４１…メモリ、４５…自動操舵制御装置、５０…クラッチ、６０…ラック駆動機構、６１…転舵側モータ、６１ａ…ウォーム、６２…第３相対角度センサ、６３…減速機、６３ａ…ウォームホイール、６４…相対角度センサ、６５…第２ピニオンシャフト、６５ａ…第２ピニオンギヤ、６６…第２ラックギヤ、θ１…第１相対回転角度、θ２…第２相対回転角度、φ…絶対回転角度。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Steering wheel, 11 ... Steering shaft, 12 ... Pinion shaft, 12a ... Pinion gear, 13 ... Rack shaft, 14 ... Rack gear, 15 ... Tie rod, 16 ... Steering wheel, 18 ... Third pulley, 19 ... Torque sensor, 20 ... 1st steering side motor, 21 ... 1st pulley, 22 ... 1st belt, 23 ... 1st relative angle sensor, 30 ... 2nd steering side motor, 31 ... 2nd pulley, 32 ... 2nd belt, 33 ... 2nd Relative angle sensor, 40 ... ECU, 41 ... memory, 45 ... automatic steering control device, 50 ... clutch, 60 ... rack drive mechanism, 61 ... steering side motor, 61a ... worm, 62 ... third relative angle sensor, 63 ... Reduction gear, 63a ... Worm wheel, 64 ... Relative angle sensor, 65 ... Second pinion shaft, 65a ... Second pinion gear, 66 ... Second rack gear , .Theta.1 ... first relative rotation angle, .theta.2 ... second relative rotation angle, phi ... absolute rotational angle.
Claims (6)
前記複数のモータの相対回転角度を検出する複数の相対角度センサと、
前記複数の相対角度センサを通じて検出される複数の相対回転角度のうち少なくとも２つに基づいて前記ステアリングシャフトの絶対回転角度を算出する演算部と、を備える
回転角度検出装置。 A plurality of motors connected via a reduction gear configured to have different reduction ratios with respect to a steering shaft that is a rotation detection target and rotating in conjunction with the steering shaft;
A plurality of relative angle sensors for detecting relative rotation angles of the plurality of motors;
A rotation angle detecting device, comprising: an arithmetic unit that calculates an absolute rotation angle of the steering shaft based on at least two of the plurality of relative rotation angles detected through the plurality of relative angle sensors.
請求項１に記載の回転角度検出装置。
The rotation angle detection device according to claim 1, wherein the plurality of motors are coupled to the steering shaft via a belt so as to be able to transmit power.
ステアリングホイールおよび前記回転検出対象であるステアリングシャフトを有する操舵機構と、
前記回転角度検出装置を通じて検出される前記ステアリングシャフトの絶対回転角度に応じて転舵動作を行う転舵機構と、
前記複数のモータである複数の操舵側モータの駆動をそれぞれ制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数の操舵側モータのうち少なくとも一つの駆動力を操舵力として前記ステアリングシャフトに付与する制御を実行する
操舵装置。 The rotation angle detection device according to claim 1 or 2,
A steering mechanism having a steering wheel and a steering shaft that is the object of rotation detection;
A steering mechanism that performs a steering operation according to an absolute rotation angle of the steering shaft detected through the rotation angle detection device;
A control unit that controls driving of a plurality of steering motors that are the plurality of motors,
The control unit executes control to apply at least one driving force among the plurality of steering-side motors to the steering shaft as a steering force.
前記制御部は、前記自動操舵制御を実行するときには、前記複数の操舵側モータのうち減速比がより小さい前記操舵側モータを駆動させ、
前記自動操舵制御中に手動操舵があったときには、前記複数の操舵側モータのうち減速比がより大きい前記操舵側モータを駆動させる
操舵装置。 4. The steering device according to claim 3, wherein the control unit executes automatic steering control in which at least one driving force among the plurality of steering motors is applied to the steering shaft as a steering force. 5.
The control unit, when executing the automatic steering control, drives the steering side motor having a smaller reduction ratio among the plurality of steering side motors,
A steering device that drives the steering-side motor having a larger reduction ratio among the plurality of steering-side motors when manual steering is performed during the automatic steering control.
ステアリングホイールおよび前記回転検出対象であるステアリングシャフトを有する操舵機構と、
転舵シャフトおよび前記転舵シャフトの駆動源である転舵側モータを有する転舵機構と、
前記操舵機構と前記転舵機構との間を機械的に断続するクラッチと、
前記複数のモータである複数の操舵側モータ、前記転舵側モータの駆動および前記クラッチの断接をそれぞれ制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記クラッチによって前記操舵機構と前記転舵機構とを機械的に切断しているとき、前記複数の操舵側モータのうち少なくとも一つの駆動力を操舵反力として前記ステアリングシャフトに付与するとともに、
前記回転角度検出装置を通じて検出される前記ステアリングシャフトの絶対回転角度に応じて前記転舵側モータの駆動力を転舵力として前記転舵シャフトに付与する
操舵装置。 The rotation angle detection device according to claim 1 or 2,
A steering mechanism having a steering wheel and a steering shaft that is the object of rotation detection;
A turning mechanism having a turning shaft and a turning side motor that is a drive source of the turning shaft;
A clutch that mechanically interrupts between the steering mechanism and the steering mechanism;
A plurality of steering-side motors that are the plurality of motors, a controller that controls driving of the steering-side motor and connection / disconnection of the clutch, respectively.
The control unit applies at least one driving force of the plurality of steering motors to the steering shaft as a steering reaction force when the steering mechanism and the steering mechanism are mechanically disconnected by the clutch. And
A steering device that applies the driving force of the steered side motor to the steered shaft as a steered force according to the absolute rotational angle of the steering shaft detected through the rotational angle detector.
請求項５に記載の操舵装置。 The controller mechanically connects the steering mechanism and the steered mechanism by the clutch when an abnormality occurs in the steered side motor, and controls the plurality of steering sides according to steering of the steering wheel. The steering apparatus according to claim 5, wherein at least one driving force of the motor is applied to the steering shaft as a steering force.
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