JP2004345412A

JP2004345412A - Vehicle steering device

Info

Publication number: JP2004345412A
Application number: JP2003142359A
Authority: JP
Inventors: Masaya Segawa; 雅也瀬川; Tomoyasu Kada; 友保嘉田; Masayasu Azuma; 真康東; Masayuki Ueno; 眞之植野
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-20
Also published as: JP4020012B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle steering device capable of ensuring the steerable state by enabling the driving force of first and second actuators to be transmitted to a steering mechanism as much as possible. <P>SOLUTION: The vehicle steering device comprises first and second steering actuators 51M and 51S to provide the driving force to a steering mechanism 10, and first and second electronic control units U1 and U2 capable of drive-controlling the actuators 51M and 51S. The actuators to be controlled by the first and second electronic control units U1 and U2 are switchable by first and second switching circuits 60M and 60S. When trouble occurs in one of the electronic control units U1 and U2 and the other is in a normal state, and when trouble occurs in one of the steering actuators 51M and 51S and the other is in a normal state, the first and second switching circuits 60M and 60S are controlled so that the normal steering actuator is controlled by the normal electronic control unit. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、舵取り機構に操舵のための駆動力を与える第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを備えた車両用操舵装置に関する。このような車両用操舵装置は、ステアリングホイールなどの操作部材の操作に基づいて、この操作部材に対して機械的な結合を持たない舵取り機構を駆動して舵取り車輪を転舵させる構成（いわゆるステア・バイ・ワイヤ・システム）を有していてもよく、操作部材と舵取り機構とが機械的に連結され、舵取り機構に対して操作部材による操舵力を補助するための操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置としての構成を有していてもよい。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリングホイールと舵取り車輪を転舵するための舵取り機構との機械的な結合をなくし、ステアリングホイールの操作方向および操作量を検出するとともに、その検出結果に基づいて、舵取り機構に電動モータなどの操舵アクチュエータからの駆動力を与えるようにした車両用操舵装置（いわゆるステア・バイ・ワイヤ・システム）が提案されている。
【０００３】
このような構成を採用することにより、車両の走行状況などに応じて、ステアリングホイールの回転量と舵取り車輪の転舵量との比（ギヤ比）を自由に変更することができ、車両の運動性能の向上を図ることができる。また、上記のような構成には、衝突時におけるステアリングホイールの突き上げを防止できるという利点や、ステアリングホイールの配設位置の自由度が増すという利点もある。
このような、ステア・バイ・ワイヤ・システムにおいて、舵取り車輪に結合された転舵軸に駆動力を与えるための第１および第２の電動モータを備え、個々の電動モータの小型化を図ったり、一方の電動モータに故障が生じたときでも他方の電動モータの駆動力によって舵取り機構の駆動を可能としたりすることが提案されている（たとえば、下記特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２１８０００号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
第１および第２の電動モータは、たとえば、第１および第２の電子制御ユニットによってそれぞれ駆動制御される。
この場合に、第１の電動モータに故障が発生し、かつ、第２の電子制御ユニットにも故障が生じると、たとえ、第２の電動モータが正常であり、かつ、第１の電子制御ユニットが正常であっても、第１および第２の電動モータはいずれも制御不能になる。第２の電動モータに故障が発生し、かつ、第１の電子制御ユニットに故障が生じた場合にも、同様の状態に陥る。したがって、これらの場合には、舵取り車輪を転舵させるための駆動力を舵取り機構に与えることができなくなるおそれがある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、第１、第２アクチュエータの駆動力を可能な限り舵取り機構に伝達できるようにして、操舵可能状態を確保できるようにした車両用操舵装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、舵取り機構（１０）に操舵のための駆動力を与える第１アクチュエータ（５１Ｍ）と、上記舵取り機構に操舵のための駆動力を与える第２アクチュエータ（５１Ｓ）と、上記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを駆動制御可能な第１制御手段（Ｕ１）と、上記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを駆動制御可能な第２制御手段（Ｕ２）と、上記第１制御手段によって制御されるアクチュエータを上記第１アクチュエータと第２アクチュエータとの間で切り換える第１切り換え手段（６０Ｍ）と、上記第２制御手段によって制御されるアクチュエータを上記第１アクチュエータと第２アクチュエータとの間で切り換える第２切り換え手段（６０Ｓ）と、上記第１アクチュエータ、第２アクチュエータ、第１制御手段および第２制御手段に故障のない通常時には、上記第１制御手段によって上記第１アクチュエータが制御され、上記第２制御手段によって上記第２アクチュエータが制御されるように上記第１切り換え手段および第２切り換え手段を制御し、上記第１制御手段および第２制御手段の一方に故障が生じ、それらの他方が正常であり、かつ、上記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータの一方に故障が生じ、それらの他方が正常であるときには、上記第１制御手段および第２制御手段のうちの上記他方によって、上記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータのうちの上記他方が制御されるように上記第１切り換え手段および第２切り換え手段を制御する切り換え制御手段（Ｕ１，Ｕ２）とを含むことを特徴とする車両用操舵装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【０００８】
上記の構成によれば、第１制御手段と第１アクチュエータとの両方に故障が生じても、第２制御手段によって第２アクチュエータが制御される状態が維持されるから、舵取り機構に操舵のための駆動力を与えることができる。
また、第１制御手段と第２アクチュエータとの両方に故障が生じれば、第２制御手段によって第１アクチュエータが制御される状態となるように、制御手段とアクチュエータとの対応関係が切り換えられるので、舵取り機構に操舵のための駆動力を与えることができる。
【０００９】
さらに、第２制御手段と第２アクチュエータとの両方に故障が生じても、第１制御手段によって第１アクチュエータが制御される状態が維持されるから、舵取り機構に操舵のための駆動力を与えることができる。
さらにまた、第２制御手段と第１アクチュエータとの両方に故障が生じても、第１制御手段によって第２アクチュエータが制御される状態となるように、制御手段とアクチュエータとの対応関係が切り換えられるので、舵取り機構に操舵のための駆動力を与えることができる。
【００１０】
このように、第１および第２の制御手段の一方と、第１および第２のアクチュエータの一方とが同時に故障した場合であっても、舵取り機構に操舵のための駆動力を与えることができるので、操舵可能な状態をより確実に確保することができるようになる。
なお、第１切り換え手段の切り換え制御を第１制御手段が行い、第２切り換え手段の切り換え制御を第２制御手段が行うようにして、上記第１および第２制御手段の機能によって、上記切り換え制御手段の機能を実現してもよい。むろん、第１および第２制御手段とは別の制御手段によって上記切り換え制御手段を構成しても差し支えない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の基本的な構成を説明するための概念図である。この車両用操舵装置は、一対の舵取り車輪（通常は前輪）Ｗ，Ｗに舵取り動作を行わせるための舵取り機構１０と、この舵取り機構１０に対して機械的な結合のない状態で設けられたステアリングホイール３０とを備えている。
【００１２】
この車両用操舵装置は、舵取り機構１０を駆動するための操舵駆動系が、二重系とされている。第１の操舵駆動系は、第１操舵アクチュエータ５１Ｍと、この第１操舵アクチュエータ５１Ｍの回転角を検出するための第１回転角センサ５２Ｍとを含む。一方、第２の操舵駆動系は、第２操舵アクチュエータ５１Ｓと、この第２操舵アクチュエータ５１Ｓの回転角を検出するための第２回転角センサ５２Ｓとを含む。第１操舵アクチュエータ５１Ｍおよび第２操舵アクチュエータ５１Ｓは、たとえば、いずれも電動モータ（たとえば三相ブラシレスモータ）で構成されている。
【００１３】
舵取り機構１０は、車体の左右方向に延びて配置された転舵軸１１と、この転舵軸１１の両端部にタイロッド１２，１２を介して結合され、舵取り車輪Ｗ，Ｗを支持するナックルアーム１３，１３とを有している。転舵軸１１は、ハウジング１４に支承されて軸方向に摺動可能にされており、その途中部に、第１操舵アクチュエータ５１Ｍおよび第２操舵アクチュエータ５１Ｓが同軸的に組み込まれている。
【００１４】
この構成により、第１操舵アクチュエータ５１Ｍおよび／または第２操舵アクチュエータ５１Ｓが駆動されると、第１操舵アクチュエータ５１Ｍおよび／または第２操舵アクチュエータ５１Ｓの回転が、ボールねじなどからなる運動変換機構によって転舵軸１１の摺動に変換され、この転舵軸１１の摺動により舵取り車輪Ｗ，Ｗの転舵が達成される。
ステアリングホイール３０には、このステアリングホイール３０に対して路面反力に相当する反力を付与するための反力アクチュエータ４０が結合されている。
【００１５】
反力アクチュエータ４０は、ステアリングホイール３０に結合されたシャフト２３を回転軸とする電動モータ（たとえば、三相ブラシレスモータ）で構成されており、そのケーシングが車体の適所に固定されている。反力アクチュエータ４０には、ステアリングホイール３０から入力される操舵トルクを検出するためのトルクセンサ４１と、ステアリングホイール３０の操作角を検出するための操作角センサ４２とが付設されている。
【００１６】
第１操舵アクチュエータ５１Ｍは、第１切り換え回路６０Ｍを介して第１電子制御ユニット（ＥＣＵ）Ｕ１に接続可能であり、第２切り換え回路６０Ｓを介して第２電子制御ユニットＵ２に接続可能である。同様に、第２操舵アクチュエータ５１Ｓは、第１切り換え回路６０Ｍを介して第１電子制御ユニットＵ１に接続可能であり、第２切り換え回路６０Ｓを介して第２電子制御ユニットＵ２に接続可能である。したがって、第１操舵アクチュエータ５１Ｍは、第１電子制御ユニットＵ１または第２電子制御ユニットＵ２のいずれかによる駆動制御が可能であり、第２操舵アクチュエータ５１Ｓも同様に、第１電子制御ユニットＵ１または第２電子制御ユニットＵ２のいずれかによる駆動制御が可能である。すなわち、第１操舵アクチュエータ５１Ｍおよび第２操舵アクチュエータ５１Ｓは、第１または第２電子制御ユニットＵ１，Ｕ２に内蔵された駆動回路から駆動電流の供給を受ける。
【００１７】
反力アクチュエータ４０は、反力用電子制御ユニットＵ３によって駆動制御されるようになっていて、反力用電子制御ユニットＵ３に内蔵された駆動回路から駆動電流が供給されるようになっている。
トルクセンサ４１および操作角センサ４２の検出信号は、第１および第２電子制御ユニットＵ１，Ｕ２ならびに反力用電子制御ユニットＵ３に共通に入力されるようになっている。さらに、第１回転角センサ５２Ｍおよび第２回転角センサ５２Ｓの検出信号は、第１および第２電子制御ユニットＵ１，Ｕ２に共通に入力されるようになっている。また、転舵軸１１に関連して、この転舵軸１１の軸方向位置を検出するための転舵位置センサ１５が設けられており、この転舵位置センサ１５の検出信号も第１および第２電子制御ユニットＵ１，Ｕ２に共通に入力されるようになっている。さらに、車速を検出するための車速センサ７０の検出信号が、第１および第２電子制御ユニットＵ１，Ｕ２に共通に入力されるようになっている。この車速センサ７０は、たとえば、車輪の回転速度を検出する車輪速センサによって構成することができる。
【００１８】
第１切り換え回路６０Ｍは、第１電子制御ユニットＵ１が出力する駆動電流を第１操舵アクチュエータ５１Ｍまたは第２操舵アクチュエータ５１Ｓに切り換えて供給するものであり、その切り換えは、第１電子制御ユニットＵ１によって制御されるようになっている。同様に、第２切り換え回路６０Ｓは、第２電子制御ユニットＵ２が出力する駆動電流を第１操舵アクチュエータ５１Ｍまたは第２操舵アクチュエータ５１Ｓに切り換えて供給するものであり、その切り換えは、第２電子制御ユニットＵ２によって制御されるようになっている。第１電子制御ユニットＵ１は、通常時（故障のないとき）には、第１電子制御ユニットＵ１からの駆動電流が第１操舵アクチュエータ５１Ｍに供給されるように第１切り換え回路６０Ｍを制御する。同様に、第２電子制御ユニットＵ２は、通常時には、第２電子制御ユニットＵ２からの駆動電流が第２操舵アクチュエータ５１Ｓに供給されるように第２切り換え回路６０Ｓを制御する。
【００１９】
第１電子制御ユニットＵ１および第２電子制御ユニットＵ２は、それぞれ、自己の故障を検出するための異常検出処理を実行するとともに、互いの動作状態を通信ライン６５を介して監視し合っていて、互いに他方の故障を検出するための異常検出処理を実行する。さらに、第１および第２電子制御ユニットＵ１，Ｕ２は、たとえば、第１、第２回転角センサ５２Ｍ，５２Ｓの出力信号を監視することによって、第１、第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓの故障を検出するための異常検出処理を実行する。たとえば、第１、第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓを同等に駆動する場合には、第１、第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓに供給される駆動電流の差が所定のしきい値を超えるかどうかに基づいて、いずれかのアクチュエータの異常発生を検出するようにしてもよい。
【００２０】
第１電子制御ユニットＵ１および第２電子制御ユニットＵ２は、自己の故障を検出したときに、アクチュエータを駆動するための駆動電流を遮断するためのリレー（図示せず）を遮断するフェールセーフ機能をそれぞれ有している。
図２は、第１電子制御ユニットＵ１の動作を説明するためのフローチャートである。第１電子制御ユニットＵ１は、自己に故障が生じているかどうかを判断し（ステップＳ１１）、自己に故障が生じていれば、当該第１電子制御ユニットＵ１への電源供給を遮断して（ステップＳ１２）、アクチュエータを駆動するための駆動電流を出力しない状態となる。
【００２１】
第１電子制御ユニットＵ１自身に故障が生じていなければ（ステップＳ１１のＮＯ）、次に、第１電子制御ユニットＵ１は、第１操舵アクチュエータ５１Ｍの故障の有無を判断する（ステップＳ１３）。通常時には、第１電子制御ユニットＵ１は、第１切り換え回路６０Ｍを介して第１操舵アクチュエータ５１Ｍに接続されているから、たとえば、自己が内部で生成する制御信号等と第１回転角センサ５２Ｍの出力とを比較することで、第１操舵アクチュエータ５１Ｍの故障の有無を判断することができる。
【００２２】
第１操舵アクチュエータ５１Ｍに故障がなければ（ステップＳ１３のＮＯ）、第１切り換え回路６０Ｍを、第１電子制御ユニットＵ１からの駆動電流が第１操舵アクチュエータ５１Ｍに供給される状態に保持する（ステップＳ１４）。
第１電子制御ユニットＵ１は、トルクセンサ４１、操作角センサ４２および転舵位置センサ１５の出力に基づいて、運転者によるステアリングホイール３０の操作に応じた駆動電流を出力する。このとき、第１電子制御ユニットＵ２は、第１回転角センサ５２Ｍの出力信号に基づき、第１操舵アクチュエータ５１Ｍの回転角に応じた適切な駆動電流を出力する。
【００２３】
このとき、反力用電子制御ユニットＵ３は、トルクセンサ４１によって検出される操作トルクおよび操作角センサ４２によって検出される操作角に基づいて反力アクチュエータ４０を制御して、ステアリングホイール３０に操舵反力を付与する。これにより、運転者は、ステアリングホイールと舵取り機構とが機械的に連結された従来からの車両用操舵装置の場合と同様な路面反力を感じながら、良好なフィーリングで操舵を行うことができる。
【００２４】
第１操舵アクチュエータ５１Ｍに故障があると判断されると（ステップＳ１３のＹＥＳ）、第１電子制御ユニットＵ１は、通信ライン６５からの信号に基づいて、第２電子制御ユニットＵ２に故障が生じているかどうかを判断する（ステップＳ１５）。第２電子制御ユニットＵ２に故障が生じていなければ、処理をリターンする。一方、第２電子制御ユニットＵ２に故障が生じているときには（ステップＳ１５のＹＥＳ）、第１電子制御ユニットＵ１は、第１切り換え回路６０Ｍを制御することによって、第１電子制御ユニットＵ１が出力する駆動電流が第２操舵アクチュエータ５１Ｓに供給される状態とする（ステップＳ１６）。このとき、第１電子制御ユニットＵ１は、第２回転角センサ５２Ｓの出力を参照して、第２操舵アクチュエータ５１Ｓの回転角に応じた適切な駆動電流を出力することになる。
【００２５】
図３は、第２電子制御ユニットＵ２の動作を説明するためのフローチャートである。第２電子制御ユニットＵ２は、自己に故障が生じているかどうかを判断し（ステップＳ２１）、自己に故障が生じていれば、当該第２電子制御ユニットＵ２への電源供給を遮断して（ステップＳ２２）、アクチュエータを駆動するための駆動電流を出力しない状態となる。
第２電子制御ユニットＵ２自身に故障が生じていなければ（ステップＳ２１のＮＯ）、次に、第２電子制御ユニットＵ２は、第２操舵アクチュエータ５１Ｓの故障の有無を判断する（ステップＳ２３）。通常時には、第２電子制御ユニットＵ２は、第２切り換え回路６０Ｓを介して第２操舵アクチュエータ５１Ｓに接続されているから、たとえば、自己が内部で生成する制御信号等と第２回転角センサ５２Ｓの出力とを比較することで、第２操舵アクチュエータ５１Ｓの故障の有無を判断することができる。
【００２６】
第２操舵アクチュエータ５１Ｓに故障がなければ（ステップＳ２３のＮＯ）、第２切り換え回路６０Ｓを、第２電子制御ユニットＵ２からの駆動電流が第２操舵アクチュエータ５１Ｓに供給される状態に保持する（ステップＳ２４）。
第１電子制御ユニットＵ１の場合と同様に、第２電子制御ユニットＵ２は、トルクセンサ４１、操作角センサ４２および転舵位置センサ１５の出力に基づいて、運転者によるステアリングホイール３０の操作に応じた駆動電流を出力する。このとき、第２電子制御ユニットＵ２は、第２回転角センサ５２Ｓの出力信号に基づき、第２操舵アクチュエータ５１Ｓの回転角に応じた適切な駆動電流を出力する。
【００２７】
このとき、反力用電子制御ユニットＵ３は、トルクセンサ４１によって検出される操作トルクおよび操作角センサ４２によって検出される操作角に基づいて反力アクチュエータ４０を制御して、ステアリングホイール３０に操舵反力を付与する。
第２操舵アクチュエータ５１Ｓに故障があると判断されると（ステップＳ２３のＹＥＳ）、第２電子制御ユニットＵ２は、通信ライン６５からの信号に基づいて、第１電子制御ユニットＵ１に故障が生じているかどうかを判断する（ステップＳ２５）。第１電子制御ユニットＵ１に故障が生じていなければ、処理をリターンする。一方、第１電子制御ユニットＵ１に故障が生じているときには（ステップＳ２５のＹＥＳ）、第２電子制御ユニットＵ２は、第２切り換え回路６０Ｓを制御することによって、第２電子制御ユニットＵ２が出力する駆動電流が第１操舵アクチュエータ５１Ｍに供給される状態とする（ステップＳ２６）。このとき、第２電子制御ユニットＵ２は、第１回転角センサ５２Ｍの出力を参照して、第１操舵アクチュエータ５１Ｍの回転角に応じた適切な駆動電流を出力することになる。
【００２８】
第１および第２電子制御ユニットＵ１，Ｕ２における上述のような処理によって、通常時には、第１電子制御ユニットＵ１が第１操舵アクチュエータ５１Ｍを駆動制御し、第２電子制御ユニットＵ２が第２操舵アクチュエータ５１Ｓを駆動制御し、第１および第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓの両方によって、転舵軸１１に、操舵のための駆動力が与えられる。
一方、第１電子制御ユニットＵ１に故障が生じると、この第１電子制御ユニットＵ１の電源が遮断されるから、この第１電子制御ユニットＵ１からは駆動電流の供給がされない状態となる。このとき、第２電子制御ユニットＵ２および第２操舵アクチュエータ５１Ｓの両方が正常であれば、第２電子制御ユニットＵ２は、第２切り換え回路６０Ｓを、第２電子制御ユニットＵ２からの駆動電流が第２操舵アクチュエータ５１Ｓに供給される状態に制御するから、第２操舵アクチュエータ５１Ｓから、操舵のための駆動力が転舵軸１１に与えられることになる。もしも、第２操舵アクチュエータ５１Ｓにも故障が生じていれば、第２電子制御ユニットＵ２は、第２切り換え回路６０Ｓを、当該第２電子制御ユニットＵ２が出力する駆動電流を第１操舵アクチュエータ５１Ｍに与える状態に制御する。したがって、この場合にも、転舵軸１１に操舵のための駆動力を与えることができる。
【００２９】
他方、第２電子制御ユニットＵ２に故障が生じると、この第２電子制御ユニットＵ２の電源が遮断されるから、この第２電子制御ユニットＵ２からは駆動電流の供給がされない状態となる。このとき、第１電子制御ユニットＵ１および第１操舵アクチュエータ５１Ｍの両方が正常であれば、第１電子制御ユニットＵ１は、第１切り換え回路６０Ｍを、第１電子制御ユニットＵ１からの駆動電流が第１操舵アクチュエータ５１Ｍに供給される状態に制御するから、第１操舵アクチュエータ５１Ｍから、操舵のための駆動力が転舵軸１１に与えられることになる。もしも、第１操舵アクチュエータ５１Ｍにも故障が生じていれば、第１電子制御ユニットＵ１は、第１切り換え回路６０Ｍを、当該第１電子制御ユニットＵ１が出力する駆動電流を第２操舵アクチュエータ５１Ｓに与える状態に制御する。したがって、この場合にも、転舵軸１１に操舵のための駆動力を与えることができる。
【００３０】
このようにして、第１および第２電子制御ユニットＵ１，Ｕ２の一方と、第１および第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓの一方との故障が同時に生じている状況でも、転舵軸１１に操舵のための駆動力を与えることができるので、操舵が可能な状況を確実に保つことができる。
図４は、転舵軸１１上に同軸的に設けた第１および第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓによって転舵軸１１に駆動力を付与するための具体的な構成を説明するための図解的な断面図である。
【００３１】
第１および第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓは、たとえばブラシレスモータのような電動モータからなっていて、転舵軸１１の軸方向に対向して隣接し、かつそれぞれ転舵軸１１を同軸的に取り囲んで配置されている。
第１および第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓは、それぞれ、ハウジング１４の内周に固定された円筒状のステータ７２，７３と、ハウジング１４に対応する軸受け８６，８７；８８，８９を介して回転自在に支持され、対応するステータ７２，７３内に挿通されたロータ７６，７７とを備えている。ステータ７２，７３の一部には、複数の励磁相のコイル（図示せず）が巻回されており、ロータ７６，７７の外周には、ステータ７２，７３に対向するように、円筒状の駆動用磁石が設けられている。駆動用磁石は、円周方向にＮ極とＳ極とを交互に形成するように磁化されている。
【００３２】
また、第１および第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓに付設された回転角センサ５２Ｍ，５２Ｓは、それぞれレゾルバからなっていて、ロータ７６，７７の回転位置（回転角）をそれぞれ検出する。回転角センサ５２Ｍ，５２Ｓは、ハウジング１４に固定されたステータ部８３と、対応するロータ７６，７７に固定され、ロータ７６，７７と一体回転するロータ部８４とを備えている。ステータ部８３には、ロータ部８４の回転位置に応じて所定の電圧が誘起されるので、この電圧を測定することによって、ロータ部８４の回転位置、すなわちロータ７６，７７の回転位置（位相）を検出できる。
【００３３】
各回転角センサ５２Ｍ，５２Ｓから出力されるロータ７６，７７の回転位置（位相）に基づいて、第１、第２電子制御ユニットＵ１，Ｕ２は、第１、第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓのステータ７２，７３の回転方向に分割されたコイル（図示せず）の励磁相に順次電流を供給する。これにより、第１、第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓが回転力を発生する。
第１および第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓの間には、回転運動を直線運動に変換するための運動変換機構としてのボールねじ機構８０が配置されている。ボールねじ機構８０は、転舵軸１１の周囲を取り囲む回転筒としてのボールナット８１を備えている。ボールナット８１は、転舵軸１１の途中部に形成されたボールねじ溝１１ａにボール８５を介して螺合している。
【００３４】
第１および第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓのロータ７６，７７の相対向する端部にボールナット８１の両端部がそれぞれ圧入固定されており、ロータ７６，７７の両端部は、軸受け８６，８７，８８，８９を介してハウジング１４に回転自在に支持されている。
このような構成により、ロータ７６，７７が回転駆動されると、この回転運動が、ボールねじ機構８０によって、転舵軸１１の直線運動に変換され、この転舵軸１１の両端に結合されている舵取り車輪Ｗ，Ｗが転舵されることになる。
【００３５】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、ステアリングホイール３０と舵取り機構１０との間に機械的な結合のないステア・バイ・ワイヤ・システムを例にとったが、この発明は、転舵軸１１上にラックを設け、このラックと噛合するピニオンにステアリングシャフトを結合することによって、ステアリングホイール３０と舵取り機構１０とを機械的に結合し、ステアリングホイール３０に加えられる操舵力を補助するための操舵補助力を第１および第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓによって転舵軸１１に付与する構成の電動パワーステアリング装置に対しても適用可能である。
【００３６】
また、第１および第２アクチュエータは、転舵軸１１上に設けられる必要はなく、たとえば、転舵軸１１上にラックを設け、一方のアクチュエータによって、ラックに噛合するピニオンを駆動する構成としてもよい。また、上述のような構成の電動パワーステアリング装置の場合に、一方のアクチュエータの駆動力をステアリングシャフトに付与する構成としてもよい。
さらに、上記の実施形態では、通常時において、第１および第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓの両方が駆動される構成としているが、たとえば、通常時には、第１操舵アクチュエータ５１Ｍのみを駆動し、第１操舵アクチュエータ５１Ｍまたは第１電子制御ユニットＵ１のいずれかに故障が生じたときに、第２電子制御ユニットＵ２によって第２操舵アクチュエータ５１Ｓを駆動することとしてもよい。この場合に、第１電子制御ユニットＵ１が正常（すなわち第１操舵アクチュエータ５１Ｍが故障）であり、第２電子制御ユニットＵ２に故障が生じている場合には、第１電子制御ユニットＵ１からの駆動電流を第２操舵アクチュエータ５１Ｓに供給するように第１切り換え回路６０Ｍを切り換えればよい。また、第１操舵アクチュエータ５１Ｍが正常（すなわち第１電子制御ユニットＵ１が故障）であり、第２操舵アクチュエータ５１Ｓに故障が生じている場合には、第２電子制御ユニットＵ２からの駆動電流を第１操舵アクチュエータ５１Ｍに供給するように第２切り換え回路６０Ｓを切り換えればよい。
【００３７】
さらに、上記の実施形態では、第１電子制御ユニットＵ１によって第１切り換え回路６０Ｍの切り換え制御を行い、第２電子制御ユニットＵ２によって第２切り換え回路６０Ｓの切り換え制御を行うこととしているが、たとえば、第１電子制御ユニットＵ１および第２電子制御ユニットＵ２を統括制御する統括制御用電子制御ユニットを設け、この統括制御用電子制御ユニットによって第１および第２電子制御ユニットＵ１，Ｕ２や第１および第２操舵アクチュエータ５１Ｍ，５１Ｓの故障検出を行い、その検出結果に基づいて、第１および第２切り換え回路６０Ｍ，６０Ｓの切り換え制御を実行することとしてもよい。
【００３８】
また、第１電子制御ユニットＵ１によって、第１および第２切り換え回路６０Ｍ，６０Ｓの両方の切り換え制御が可能な構成としてもよい。同様に、第２電子制御ユニットＵ２によって、第１および第２切り換え回路６０Ｍ，６０Ｓの両方の切り換え制御が可能な構成としてもよい。
さらに、第１電子制御ユニットＵ１に第１切り換え回路６０Ｍを内蔵し、第２電子制御ユニットＵ２に第２切り換え回路６０Ｍを内蔵することとしてもよい。
【００３９】
また、上述の実施形態では、操作部材としてステアリングホイール３０が用いられる例について説明したが、この他にも、レバーなどの他の操作部材が用いられてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の構成を説明するための概念図である。
【図２】第１電子制御ユニットの動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】第２電子制御ユニットの動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１および第２操舵アクチュエータによって転舵軸に駆動力を付与するための具体的な構成例を説明するための図解的な断面図である。
【符号の説明】
１０舵取り機構
１１転舵軸
１４ハウジング
１５転舵位置センサ
３０ステアリングホイール
４０反力アクチュエータ
４１トルクセンサ
４２操作角センサ
５１Ｍ第１操舵アクチュエータ
５１Ｓ第２操舵アクチュエータ
５２Ｍ第１回転角センサ
５２Ｓ第２回転角センサ
６０Ｍ第１切り換え回路
６０Ｓ第２切り換え回路
６５通信ライン
７０車速センサ
８０ボールねじ機構
８１ボールナット
８３ステータ部
８４ロータ部
８５ボール
８６〜８９軸受け
Ｕ１第１電子制御ユニット
Ｕ２第２電子制御ユニット
Ｕ３反力用電子制御ユニット
Ｗ舵取り車輪[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle steering system including a first actuator and a second actuator that apply a driving force to a steering mechanism for steering. Such a vehicle steering device is configured to drive a steering mechanism having no mechanical connection to the operating member based on an operation of an operating member such as a steering wheel to steer a steered wheel (a so-called steering wheel). An electric power that mechanically connects the operating member and the steering mechanism, and provides a steering assisting force for assisting the steering force of the operating member to the steering mechanism. It may have a configuration as a steering device.
[0002]
[Prior art]
Eliminates the mechanical coupling between the steering wheel and the steering mechanism for turning the steering wheel, detects the operation direction and the operation amount of the steering wheel, and, based on the detection result, turns the steering mechanism with an electric motor or the like. 2. Description of the Related Art There has been proposed a vehicle steering system (so-called steer-by-wire system) that applies a driving force from an actuator.
[0003]
By adopting such a configuration, it is possible to freely change the ratio (gear ratio) between the amount of rotation of the steering wheel and the amount of steering of the steered wheels according to the running condition of the vehicle, and the like. The performance can be improved. In addition, the above-described configuration also has an advantage that it is possible to prevent the steering wheel from being pushed up at the time of a collision, and that there is an advantage that the degree of freedom in the arrangement position of the steering wheel is increased.
In such a steer-by-wire system, the first and second electric motors for applying a driving force to the steered shaft coupled to the steered wheels are provided to reduce the size of each electric motor. It has been proposed that, even when a failure occurs in one of the electric motors, the steering mechanism can be driven by the driving force of the other electric motor (for example, see Patent Document 1 below).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-218000
[Problems to be solved by the invention]
The first and second electric motors are driven and controlled by, for example, first and second electronic control units, respectively.
In this case, if a failure occurs in the first electric motor and also in the second electronic control unit, even if the second electric motor is normal and the first electronic control unit Is normal, both the first and second electric motors become uncontrollable. A similar situation occurs when a failure occurs in the second electric motor and a failure occurs in the first electronic control unit. Therefore, in these cases, there is a possibility that a driving force for turning the steering wheel cannot be given to the steering mechanism.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vehicular steering apparatus that can transmit a driving force of a first and a second actuator to a steering mechanism as much as possible, thereby ensuring a steerable state.
[0007]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
According to the first aspect of the present invention, a first actuator (51M) for applying a steering driving force to a steering mechanism (10) and a first actuator (51M) for applying a steering driving force to the steering mechanism (10). A second actuator (51S); a first control means (U1) capable of controlling the drive of the first actuator and the second actuator; and a second control means (U2) capable of controlling the drive of the first actuator and the second actuator. First switching means (60M) for switching an actuator controlled by the first control means between the first actuator and the second actuator; and an actuator controlled by the second control means to the first actuator. Second switching means (60S) for switching between the first actuator and the second actuator; In normal times when there is no failure in the eta, the second actuator, the first control means, and the second control means, the first actuator is controlled by the first control means, and the second actuator is controlled by the second control means. Thus, the first switching means and the second switching means are controlled in such a manner that one of the first control means and the second control means has a failure, the other of which is normal, and the first actuator and the second When one of the actuators fails and the other is normal, the other of the first and second actuators is controlled by the other of the first control means and the second control means. Control means (U1, U2) for controlling the first switching means and the second switching means as described above It is a vehicle steering apparatus, which comprises a. It should be noted that the alphanumeric characters in parentheses indicate corresponding components and the like in embodiments described later. Hereinafter, the same applies in this section.
[0008]
According to the above configuration, even if a failure occurs in both the first control means and the first actuator, the state in which the second actuator is controlled by the second control means is maintained. Driving force.
Further, if a failure occurs in both the first control means and the second actuator, the correspondence between the control means and the actuator is switched so that the first actuator is controlled by the second control means. , A driving force for steering can be given to the steering mechanism.
[0009]
Furthermore, even if a failure occurs in both the second control means and the second actuator, the state where the first actuator is controlled by the first control means is maintained, so that the steering mechanism is provided with a driving force for steering. be able to.
Furthermore, even if a failure occurs in both the second control means and the first actuator, the correspondence between the control means and the actuator is switched so that the second actuator is controlled by the first control means. Therefore, a driving force for steering can be given to the steering mechanism.
[0010]
In this way, even when one of the first and second control means and one of the first and second actuators fail simultaneously, a driving force for steering can be given to the steering mechanism. Therefore, a steerable state can be ensured more reliably.
The switching control of the first switching means is performed by the first control means, and the switching control of the second switching means is performed by the second control means. The switching control is performed by the functions of the first and second control means. The function of the means may be realized. Of course, the switching control means may be constituted by a control means different from the first and second control means.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a basic configuration of a vehicle steering system according to an embodiment of the present invention. This vehicle steering system is provided with a steering mechanism 10 for causing a pair of steering wheels (usually front wheels) W, W to perform a steering operation, and without a mechanical connection to the steering mechanism 10. And a steering wheel 30.
[0012]
In this vehicle steering system, the steering drive system for driving the steering mechanism 10 is a dual system. The first steering drive system includes a first steering actuator 51M and a first rotation angle sensor 52M for detecting a rotation angle of the first steering actuator 51M. On the other hand, the second steering drive system includes a second steering actuator 51S and a second rotation angle sensor 52S for detecting a rotation angle of the second steering actuator 51S. Each of the first steering actuator 51M and the second steering actuator 51S is configured by, for example, an electric motor (for example, a three-phase brushless motor).
[0013]
The steering mechanism 10 includes a steering shaft 11 extending in the left-right direction of the vehicle body, and a knuckle arm coupled to both ends of the steering shaft 11 via tie rods 12, 12 to support steering wheels W, W. 13 and 13. The steered shaft 11 is supported by the housing 14 so as to be slidable in the axial direction, and a first steering actuator 51M and a second steering actuator 51S are coaxially incorporated in the middle thereof.
[0014]
With this configuration, when the first steering actuator 51M and / or the second steering actuator 51S is driven, the rotation of the first steering actuator 51M and / or the second steering actuator 51S is rotated by a motion conversion mechanism including a ball screw or the like. This is converted into the sliding of the rudder shaft 11, and the steered wheels W, W are steered by the sliding of the rudder shaft 11.
A reaction force actuator 40 for applying a reaction force corresponding to a road surface reaction force to the steering wheel 30 is coupled to the steering wheel 30.
[0015]
The reaction force actuator 40 is configured by an electric motor (for example, a three-phase brushless motor) having the shaft 23 coupled to the steering wheel 30 as a rotation axis, and a casing thereof is fixed to a proper position of the vehicle body. The reaction force actuator 40 is provided with a torque sensor 41 for detecting a steering torque input from the steering wheel 30 and an operation angle sensor 42 for detecting an operation angle of the steering wheel 30.
[0016]
The first steering actuator 51M can be connected to a first electronic control unit (ECU) U1 via a first switching circuit 60M, and can be connected to a second electronic control unit U2 via a second switching circuit 60S. Similarly, the second steering actuator 51S can be connected to the first electronic control unit U1 via the first switching circuit 60M, and can be connected to the second electronic control unit U2 via the second switching circuit 60S. Therefore, the first steering actuator 51M can be driven and controlled by either the first electronic control unit U1 or the second electronic control unit U2, and the second steering actuator 51S is similarly controlled by the first electronic control unit U1 or the second electronic control unit U1. Drive control by any one of the two electronic control units U2 is possible. That is, the first steering actuator 51M and the second steering actuator 51S receive a drive current from a drive circuit built in the first or second electronic control unit U1, U2.
[0017]
The driving force of the reaction force actuator 40 is controlled by a reaction force electronic control unit U3, and a driving current is supplied from a drive circuit built in the reaction force electronic control unit U3.
The detection signals of the torque sensor 41 and the operation angle sensor 42 are commonly input to the first and second electronic control units U1, U2 and the reaction force electronic control unit U3. Further, the detection signals of the first rotation angle sensor 52M and the second rotation angle sensor 52S are commonly input to the first and second electronic control units U1 and U2. Further, a steering position sensor 15 for detecting the axial position of the steering shaft 11 is provided in association with the steering shaft 11, and the detection signals of the steering position sensor 15 are also the first and second signals. The signals are commonly input to the two electronic control units U1 and U2. Further, a detection signal of the vehicle speed sensor 70 for detecting the vehicle speed is commonly input to the first and second electronic control units U1 and U2. The vehicle speed sensor 70 can be constituted by, for example, a wheel speed sensor that detects the rotation speed of the wheel.
[0018]
The first switching circuit 60M switches and supplies the drive current output from the first electronic control unit U1 to the first steering actuator 51M or the second steering actuator 51S, and the switching is performed by the first electronic control unit U1. It is controlled. Similarly, the second switching circuit 60S switches and supplies the drive current output from the second electronic control unit U2 to the first steering actuator 51M or the second steering actuator 51S. It is controlled by the unit U2. The first electronic control unit U1 controls the first switching circuit 60M so that the driving current from the first electronic control unit U1 is normally supplied to the first steering actuator 51M (when there is no failure). Similarly, the second electronic control unit U2 controls the second switching circuit 60S so that the drive current from the second electronic control unit U2 is supplied to the second steering actuator 51S at normal times.
[0019]
The first electronic control unit U1 and the second electronic control unit U2 each execute an abnormality detection process for detecting their own failure, and monitor each other's operation states via the communication line 65, An abnormality detection process for detecting the other failure is performed. Further, the first and second electronic control units U1 and U2 monitor the output signals of the first and second rotation angle sensors 52M and 52S, for example, to detect the failure of the first and second steering actuators 51M and 51S. Execute an abnormality detection process for detection. For example, when driving the first and second steering actuators 51M and 51S equally, it is determined whether the difference between the driving currents supplied to the first and second steering actuators 51M and 51S exceeds a predetermined threshold value. Based on this, the occurrence of an abnormality in any of the actuators may be detected.
[0020]
The first electronic control unit U1 and the second electronic control unit U2 have a fail-safe function of shutting off a relay (not shown) for shutting off a drive current for driving an actuator when detecting its own failure. Each has.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the first electronic control unit U1. The first electronic control unit U1 determines whether a failure has occurred in itself (step S11). If the failure has occurred in itself, the first electronic control unit U1 cuts off the power supply to the first electronic control unit U1 (step S11). S12) A state in which no drive current for driving the actuator is output.
[0021]
If no failure has occurred in the first electronic control unit U1 itself (NO in step S11), the first electronic control unit U1 determines whether or not there is a failure in the first steering actuator 51M (step S13). Normally, the first electronic control unit U1 is connected to the first steering actuator 51M via the first switching circuit 60M. Therefore, for example, the first electronic control unit U1 and a control signal or the like generated internally therein and the first rotation angle sensor 52M By comparing the output with the output, it is possible to determine whether or not the first steering actuator 51M has a failure.
[0022]
If there is no failure in the first steering actuator 51M (NO in step S13), the first switching circuit 60M is held in a state where the drive current from the first electronic control unit U1 is supplied to the first steering actuator 51M (step S13). S14).
The first electronic control unit U1 outputs a drive current according to the operation of the steering wheel 30 by the driver based on the outputs of the torque sensor 41, the operation angle sensor 42, and the steering position sensor 15. At this time, the first electronic control unit U2 outputs an appropriate drive current according to the rotation angle of the first steering actuator 51M based on the output signal of the first rotation angle sensor 52M.
[0023]
At this time, the reaction force electronic control unit U3 controls the reaction force actuator 40 based on the operation torque detected by the torque sensor 41 and the operation angle detected by the operation angle sensor 42, so that the steering wheel 30 Give power. Thereby, the driver can perform steering with a good feeling while feeling the same road surface reaction force as in the case of the conventional vehicle steering system in which the steering wheel and the steering mechanism are mechanically connected. .
[0024]
When it is determined that the first steering actuator 51M has a failure (YES in step S13), the first electronic control unit U1 generates a failure in the second electronic control unit U2 based on a signal from the communication line 65. It is determined whether or not there is (step S15). If a failure has not occurred in the second electronic control unit U2, the process returns. On the other hand, when a failure has occurred in the second electronic control unit U2 (YES in step S15), the first electronic control unit U1 controls the first switching circuit 60M so that the first electronic control unit U1 outputs. The driving current is supplied to the second steering actuator 51S (step S16). At this time, the first electronic control unit U1 outputs an appropriate drive current according to the rotation angle of the second steering actuator 51S with reference to the output of the second rotation angle sensor 52S.
[0025]
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the second electronic control unit U2. The second electronic control unit U2 determines whether a failure has occurred in itself (step S21). If a failure has occurred in itself, the second electronic control unit U2 cuts off power supply to the second electronic control unit U2 (step S21). S22) A state in which no drive current for driving the actuator is output.
If no failure has occurred in the second electronic control unit U2 itself (NO in step S21), the second electronic control unit U2 determines whether or not there is a failure in the second steering actuator 51S (step S23). Normally, since the second electronic control unit U2 is connected to the second steering actuator 51S via the second switching circuit 60S, for example, a control signal or the like generated internally by the second electronic control unit U2 and the second rotation angle sensor 52S By comparing the output with the output, it is possible to determine whether or not the second steering actuator 51S has a failure.
[0026]
If there is no failure in the second steering actuator 51S (NO in step S23), the second switching circuit 60S is maintained in a state where the drive current from the second electronic control unit U2 is supplied to the second steering actuator 51S (step S23). S24).
Similarly to the case of the first electronic control unit U1, the second electronic control unit U2 responds to the driver's operation of the steering wheel 30 based on the outputs of the torque sensor 41, the operation angle sensor 42, and the steering position sensor 15. Output the driving current. At this time, the second electronic control unit U2 outputs an appropriate drive current according to the rotation angle of the second steering actuator 51S based on the output signal of the second rotation angle sensor 52S.
[0027]
At this time, the reaction force electronic control unit U3 controls the reaction force actuator 40 based on the operation torque detected by the torque sensor 41 and the operation angle detected by the operation angle sensor 42, so that the steering wheel 30 Give power.
If it is determined that the second steering actuator 51S has a failure (YES in step S23), the second electronic control unit U2 generates a failure in the first electronic control unit U1 based on a signal from the communication line 65. It is determined whether or not there is (step S25). If no failure has occurred in the first electronic control unit U1, the process returns. On the other hand, when a failure has occurred in the first electronic control unit U1 (YES in step S25), the second electronic control unit U2 controls the second switching circuit 60S to output from the second electronic control unit U2. The driving current is set to be supplied to the first steering actuator 51M (step S26). At this time, the second electronic control unit U2 outputs an appropriate drive current according to the rotation angle of the first steering actuator 51M with reference to the output of the first rotation angle sensor 52M.
[0028]
By the above-described processing in the first and second electronic control units U1 and U2, the first electronic control unit U1 normally controls the driving of the first steering actuator 51M, and the second electronic control unit U2 normally controls the second steering actuator. The driving of the steering shaft 51S is controlled by the first and second steering actuators 51M and 51S.
On the other hand, when a failure occurs in the first electronic control unit U1, the power supply of the first electronic control unit U1 is cut off, and the drive current is not supplied from the first electronic control unit U1. At this time, if both the second electronic control unit U2 and the second steering actuator 51S are normal, the second electronic control unit U2 controls the second switching circuit 60S to output the drive current from the second electronic control unit U2. Since the state is controlled so as to be supplied to the second steering actuator 51S, a driving force for steering is applied to the steered shaft 11 from the second steering actuator 51S. If a failure has also occurred in the second steering actuator 51S, the second electronic control unit U2 transmits the drive current output by the second electronic control unit U2 to the first steering actuator 51M. Control to give state. Therefore, also in this case, a driving force for steering can be applied to the steered shaft 11.
[0029]
On the other hand, when a failure occurs in the second electronic control unit U2, the power supply of the second electronic control unit U2 is cut off, and the second electronic control unit U2 is in a state where the drive current is not supplied. At this time, if both the first electronic control unit U1 and the first steering actuator 51M are normal, the first electronic control unit U1 controls the first switching circuit 60M to supply the drive current from the first electronic control unit U1 to the first switching circuit 60M. Since the state is controlled so as to be supplied to the first steering actuator 51M, a driving force for steering is applied to the steered shaft 11 from the first steering actuator 51M. If a failure has also occurred in the first steering actuator 51M, the first electronic control unit U1 sends the drive current output by the first electronic control unit U1 to the second steering actuator 51S. Control to give state. Therefore, also in this case, a driving force for steering can be applied to the steered shaft 11.
[0030]
In this manner, even when one of the first and second electronic control units U1 and U2 and one of the first and second steering actuators 51M and 51S simultaneously fail, the steering shaft 11 can be controlled by the steering shaft 11. Therefore, it is possible to reliably maintain a situation where steering is possible.
FIG. 4 is an illustrative view for explaining a specific configuration for applying a driving force to the steered shaft 11 by the first and second steering actuators 51M and 51S provided coaxially on the steered shaft 11. It is sectional drawing.
[0031]
The first and second steering actuators 51M and 51S are composed of electric motors such as brushless motors, for example, and are opposed to each other in the axial direction of the steered shaft 11, and coaxially surround the steered shaft 11, respectively. It is arranged in.
The first and second steering actuators 51M, 51S are rotatable via cylindrical stators 72, 73 fixed to the inner periphery of the housing 14 and bearings 86, 87; 88, 89 corresponding to the housing 14, respectively. , And rotors 76 and 77 inserted into corresponding stators 72 and 73. A plurality of exciting phase coils (not shown) are wound around a part of the stators 72 and 73, and a cylindrical shape is formed around the rotors 76 and 77 so as to face the stators 72 and 73. A driving magnet is provided. The driving magnet is magnetized so as to alternately form N and S poles in the circumferential direction.
[0032]
The rotation angle sensors 52M and 52S attached to the first and second steering actuators 51M and 51S are respectively formed of resolvers and detect the rotation positions (rotation angles) of the rotors 76 and 77, respectively. The rotation angle sensors 52M and 52S include a stator 83 fixed to the housing 14, and a rotor 84 fixed to the corresponding rotors 76 and 77 and rotating integrally with the rotors 76 and 77. Since a predetermined voltage is induced in the stator unit 83 in accordance with the rotational position of the rotor unit 84, the voltage is measured to determine the rotational position of the rotor unit 84, that is, the rotational positions (phases) of the rotors 76 and 77. Can be detected.
[0033]
Based on the rotational positions (phases) of the rotors 76 and 77 output from the rotational angle sensors 52M and 52S, the first and second electronic control units U1 and U2 determine the stators of the first and second steering actuators 51M and 51S. A current is sequentially supplied to the excitation phases of the coils (not shown) divided in the rotation directions of 72 and 73. Thus, the first and second steering actuators 51M and 51S generate a rotational force.
Between the first and second steering actuators 51M and 51S, a ball screw mechanism 80 as a motion conversion mechanism for converting a rotary motion into a linear motion is disposed. The ball screw mechanism 80 includes a ball nut 81 as a rotating cylinder surrounding the periphery of the steering shaft 11. The ball nut 81 is screwed through a ball 85 into a ball screw groove 11 a formed in the middle of the steered shaft 11.
[0034]
Both ends of a ball nut 81 are press-fitted and fixed to opposed ends of rotors 76 and 77 of the first and second steering actuators 51M and 51S, respectively. It is rotatably supported by the housing 14 via 88 and 89.
With such a configuration, when the rotors 76 and 77 are driven to rotate, the rotational motion is converted into linear motion of the steered shaft 11 by the ball screw mechanism 80 and coupled to both ends of the steered shaft 11. The steered wheels W, W are steered.
[0035]
As described above, one embodiment of the present invention has been described, but the present invention can be embodied in other forms. For example, in the above-described embodiment, a steer-by-wire system in which there is no mechanical connection between the steering wheel 30 and the steering mechanism 10 is taken as an example. Is provided, and a steering shaft is coupled to a pinion that meshes with the rack, so that the steering wheel 30 and the steering mechanism 10 are mechanically coupled, and a steering assist force for assisting a steering force applied to the steering wheel 30 is provided. The present invention is also applicable to an electric power steering device configured to be applied to the steered shaft 11 by the first and second steering actuators 51M and 51S.
[0036]
Further, the first and second actuators do not need to be provided on the steered shaft 11, for example, a rack may be provided on the steered shaft 11, and one of the actuators may drive a pinion that meshes with the rack. Good. Further, in the case of the electric power steering device having the above-described configuration, the driving force of one actuator may be applied to the steering shaft.
Further, in the above-described embodiment, both the first and second steering actuators 51M and 51S are driven in the normal state. For example, in the normal state, only the first steering actuator 51M is driven and the first When a failure occurs in either the steering actuator 51M or the first electronic control unit U1, the second steering actuator 51S may be driven by the second electronic control unit U2. In this case, when the first electronic control unit U1 is normal (that is, the first steering actuator 51M has a failure) and the second electronic control unit U2 has a failure, the drive from the first electronic control unit U1 is performed. What is necessary is just to switch the 1st switching circuit 60M so that an electric current may be supplied to the 2nd steering actuator 51S. When the first steering actuator 51M is normal (that is, the first electronic control unit U1 is out of order) and the second steering actuator 51S is out of order, the drive current from the second electronic control unit U2 is turned off. What is necessary is just to switch the 2nd switching circuit 60S so that it may supply to 1st steering actuator 51M.
[0037]
Further, in the above embodiment, the first electronic control unit U1 controls the switching of the first switching circuit 60M, and the second electronic control unit U2 controls the switching of the second switching circuit 60S. An integrated control electronic control unit for integrally controlling the first electronic control unit U1 and the second electronic control unit U2 is provided, and the first and second electronic control units U1, U2 and the first and second electronic control units are controlled by the integrated control electronic control unit. The failure detection of the two steering actuators 51M and 51S may be performed, and the switching control of the first and second switching circuits 60M and 60S may be executed based on the detection result.
[0038]
Further, the first electronic control unit U1 may be configured to be able to control switching of both the first and second switching circuits 60M and 60S. Similarly, the second electronic control unit U2 may be configured to be able to control switching of both the first and second switching circuits 60M and 60S.
Further, the first electronic control unit U1 may include the first switching circuit 60M, and the second electronic control unit U2 may include the second switching circuit 60M.
[0039]
Further, in the above-described embodiment, the example in which the steering wheel 30 is used as the operation member has been described. However, other operation members such as a lever may be used.
In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a vehicle steering system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of a first electronic control unit.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of a second electronic control unit.
FIG. 4 is an illustrative cross-sectional view for explaining a specific configuration example for applying a driving force to a steered shaft by first and second steering actuators.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 steering mechanism 11 turning shaft 14 housing 15 turning position sensor 30 steering wheel 40 reaction force actuator 41 torque sensor 42 operating angle sensor 51M first steering actuator 51S second steering actuator 52M first rotation angle sensor 52S second rotation angle sensor 60M First switching circuit 60S Second switching circuit 65 Communication line 70 Vehicle speed sensor 80 Ball screw mechanism 81 Ball nut 83 Stator part 84 Rotor part 85 Ball 86-89 Bearing U1 First electronic control unit U2 Second electronic control unit U3 Reaction force Electronic control unit W for steering wheel

Claims

A first actuator that applies a driving force for steering to a steering mechanism;
A second actuator for applying a driving force for steering to the steering mechanism;
First control means capable of controlling driving of the first actuator and the second actuator;
Second control means capable of controlling the driving of the first actuator and the second actuator;
First switching means for switching an actuator controlled by the first control means between the first actuator and the second actuator;
Second switching means for switching the actuator controlled by the second control means between the first actuator and the second actuator;
In a normal state where there is no failure in the first actuator, the second actuator, the first control means and the second control means, the first actuator is controlled by the first control means, and the second actuator is controlled by the second control means. Controlling the first switching means and the second switching means so as to be controlled, a failure occurs in one of the first control means and the second control means, the other of which is normal, and the first actuator When one of the first and second actuators has failed and the other is normal, the other of the first and second control means causes the other of the first and second actuators to operate. Switching control means for controlling the first switching means and the second switching means so that is controlled. Vehicle steering apparatus, which comprises a.