CN110641547A

CN110641547A - 车辆用转向系统

Info

Publication number: CN110641547A
Application number: CN201910560628.XA
Authority: CN
Inventors: 伊藤公一
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2020-01-03
Anticipated expiration: 2039-06-26
Also published as: JP2020001477A; JP7035843B2; CN110641547B; EP3587219A1; US20190389504A1; US11299195B2; EP3587219B1

Abstract

本发明提供一种能够容易进行对传感器的检测值不合适的认定的线控转向型的车辆用转向系统。该转向系统具备转舵致动器(28)，该转舵致动器(28)具有：具有1个马达旋转轴(48)的2系统的电动马达(24)、连结于车轮(12)并进行与自身的动作量相应的量的车轮的转向的转舵杆(26)、及将马达旋转轴的旋转动作变换为与该旋转动作的量相应的动作量的转舵杆的动作的动作变换机构(55)，通过对与电动马达的2系统相对应的第1马达旋转角传感器(74a)、第2马达旋转角传感器(74b)各自的检测值、及检测转舵杆的动作量作为车轮(12)的转舵量的转舵量传感器(80)的检测值进行比较，从而能够容易认定哪一检测值不合适。

Description

车辆用转向系统

技术领域

本发明涉及搭载于车辆的转向系统。

背景技术

在具备电动马达、并利用该电动马达所发挥的力的转向系统中，基于各种传感器的检测值来执行电动马达的控制。例如，在下述专利文献中，关于利用电动马达的力对施加到方向盘(转向操作构件的一种)的操舵力进行辅助的所谓的动力转向系统，对多个传感器各自的检测值进行比较，在这些检测值中存在与其他检测值不匹配的检测值的情况下，简单而言，基于多数决的理论对哪一方检测值不合适进行了认定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-58911号公报

发明内容

发明要解决的课题

在记载于上述专利文献的转向系统的情况下，为了对哪一传感器的检测值不合适进行认定，同种的传感器例如需要以主、副这样的情况设置有2个。另一方面，在转向系统中，也存在通过控制电动马达来控制车轮的转舵量的型式的转向系统、即所谓的线控转向型(steer by wire)的转向系统，无法将根据所配备的传感器的差异等对与上述动力转向系统有关的传感器的检测值的不合适进行认定的方法原样地进行应用。本发明是鉴于这样的实际情况而完成的，其课题在于提供一种能够容易进行对传感器的检测值不合适的认定的线控转向型的车辆用转向系统。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的车辆用转向系统具备：

转舵致动器，具有：具有1个马达旋转轴的2系统的电动马达、连结于车轮并进行与自身的动作量相应的转舵量的车轮的转舵的转舵杆、及将所述马达旋转轴的旋转动作变换为与该旋转动作的量相应的动作量的转舵杆的动作的动作变换机构；

第1马达旋转角传感器和第2马达旋转角传感器，与所述电动马达的2系统相对应，分别检测所述马达旋转轴的旋转角即马达旋转角；

转舵量传感器，检测所述转舵杆的动作量、或所述转舵致动器具有以与所述转舵杆的动作量相应的动作量使可动体动作的可动体动作机构的情况下的该可动体的动作量来作为车轮的转舵量；及

控制器，通过控制所述电动马达的工作来进行车轮的转舵量的控制即转舵量控制，

所述车辆用转向系统的特征在于，

所述控制器构成为，通过对所述第1马达旋转角传感器的检测值、所述第2马达旋转角传感器的检测值、所述转舵量传感器的检测值进行比较，来进行这些检测值中的任一方不合适的认定即检测值不合适认定。

发明的效果

本发明的车辆用转向系统(以下，有时简称为“转向系统”)是电动马达被设为2系统的冗余系线控转向型的转向系统，通过进行上述检测值不合适认定，能够基于与2系统相对应的2个马达旋转角传感器各自的检测值、和用于检测车轮的转舵量的1个转舵量传感器的检测值，在这些检测值中的任一方不合适的情况下容易认定哪一方检测值不合适。

发明的方案

若使本发明的转向系统构成为基于第1马达旋转角传感器的检测值、第2马达旋转角传感器的检测值、转舵量传感器的检测值中的任一方均能够执行转舵量控制，则即使在通过上述检测值不合适认定而认定为这些检测值中的某一方不合适时，也能够不使用该不合适的检测值地执行转舵量控制。具体而言，例如，在构成为通常电动马达的2系统中的一方的控制基于第1马达旋转角传感器的检测值来进行，另一方的控制基于第2马达旋转角传感器的检测值来进行的情况下，在第1、第2马达旋转角传感器中的一方的检测值被认定为不合适时，只要基于第1、第2马达旋转角传感器中的另一方的检测值来进行2系统各自的控制即可。另外，电动马达的马达旋转轴的旋转动作量能够认为是马达旋转角的变化量的累积，马达旋转轴的旋转动作量与车轮的转舵量之比能够认为是依据动作变换机构的构造的设定比，因此，在认定为第1、第2马达旋转角传感器双方的检测值不合适时，只要基于转舵量传感器的检测值来进行2系统各自的控制即可。

本发明的转向系统中的第1、第2马达旋转角传感器只要是能够为了向电动马达的通电而检测马达旋转轴的旋转角度即旋转相位的传感器即可，例如，可以采用旋转变压器、旋转编码器等。一般来说，用于被检测的被检测件作为旋转件(转子)安装于马达旋转轴，用于进行检测的检测件作为固定件(定子)安装于电动马达的壳体即可。

另一方面，本发明的转向系统中的转舵量传感器可以采用能够直接检测上述转舵杆的动作量作为车轮的转舵量的传感器。具体而言，例如，可以采用线性编码器等。在该情况下，被检测件作为可动件(mover)安装于转舵杆，检测件作为固定件(定子)安装于转舵致动器的壳体即可。另外，转舵量传感器也可以采用能够间接检测上述转舵杆的动作量作为车轮的转舵量的传感器。具体而言，例如，在转舵致动器如一般的动力转向系统的转舵装置那样，构成为包括具有齿条&小齿轮机构、即具有设置于转舵杆的齿条和设置有与该齿条啮合的小齿轮的旋转轴，并使该旋转轴的旋转动作与转舵杆的动作相互变换的机构的情况下，可以采用能够检测出该旋转轴的旋转量的构成。作为这样的转舵量传感器，例如，可以采用旋转变压器、编码器等，另外，也可以使用为了检测作为转向操作构件的方向盘的操作角而使用的传感器、即所谓的转向传感器。转向传感器由于能够检测超过360°的绝对的旋转量而不是检测旋转轴的360°内的相位，所以便利。

此外，采用上述的齿条&小齿轮机构的转舵致动器通过解除上述旋转轴(小齿轮轴)与方向盘的连结，能够原样地利用构成一般的动力转向系统的转舵装置，在利用该转舵装置的情况下，无需特别的细工便能够安装转舵量传感器来代替安装于旋转轴的操舵转矩传感器。上述的齿条&小齿轮机构能够认为是上述旋转轴作为可动体发挥功能而以与转舵杆的动作量相应的动作量使该可动体动作的可动体动作机构。

作为本发明的转向系统在转舵致动器中采用的动作变换机构，例如，可以采用包括螺纹机构的机构。具体而言，例如是具有设置于转舵杆的螺纹、和设置有与该螺纹螺合的螺纹并外嵌于转舵杆的螺母的机构。而且，在电动马达以马达旋转轴与转舵杆平行的方式配设的情况下，可以采用包括带传动机构的机构，该带传动机构具有用于通过电动马达的旋转动作来使螺母进行旋转动作的传动带。

在本发明的转向系统中控制器所执行的上述检测值不合适认定通过对第1、第2马达旋转角传感器、转舵量传感器各自的检测值进行比较来进行，具体而言，例如，根据各自的检测值是否互相匹配来进行即可。如以上所说明的那样，马达旋转轴的旋转动作量与转舵量之比是设定比，因此，通过基于该比，将第1、第2马达旋转角传感器的检测值、和转舵量传感器的检测值中的一方换算为另一方，从而能够容易判断各检测值是否互相匹配。此外，该判断在进行比较的2个检测值之差比被设定得相当小的阈值差大的情况下，判断为上述2个检测值不匹配即可。

一般来说，关于传感器自身是否正常、换言之在传感器自身是否发生了故障，能够通过控制器所具有的诊断功能(也有时称为“自我诊断功能”)来进行认定。若考虑这一情况，则本发明的转向系统中的上述检测值不合适认定、即将第1、第2马达旋转角传感器、转舵量传感器各自的检测值互相比较而进行的检测值不合适认定以第1、第2马达旋转角传感器、转舵量传感器各自自身没有发生故障为前提进行即可。若在这样的前提下进行检测值不合适认定，则可实现用于该认定的处理的简化，详细而言可实现通过对检测值不合适的要因进行限定而获得的处理的简化。

在此，对第1、第2马达旋转角传感器、转舵量传感器各自的检测值不合适的要因进行考虑。在本发明的转向系统中，例如，在如上述那样，第1、第2马达旋转角传感器各自具有的固定件安装于电动马达的壳体，旋转件安装于马达旋转轴的情况下，在产生了它们的安装的不良情况时，第1、第2马达旋转角传感器的检测值变得不合适。同样，例如，在如上述那样，转舵量传感器所具有的固定件安装于转舵致动器的壳体，可动件安装于转舵杆或可动体的情况下，在产生了它们的安装的不良情况时，转舵量传感器的检测值变得不合适。安装的不良情况例如是指安装松弛、固定件、旋转件或可动件松动那样的情形。另外，在上述的可动体动作机构、例如齿条&小齿轮机构中，也在齿间隙等变大而产生了松动时，转舵量传感器的检测值变得不合适。而且，若对第1、第2马达旋转角传感器的检测值、与转舵量传感器的检测值变得不匹配的要因进行考虑，则在上述动作变换机构中，在产生了松动那样的时候，详细而言，例如，在上述传动带的松弛、螺纹机构的齿间隙等变大了时，即使第1、第2马达旋转角传感器的检测值互相匹配，这些检测值、与转舵量传感器的检测值也不再匹配。

若考虑上述要因，则在本发明的转向系统中的上述检测值不合适认定中，在第1马达旋转角传感器和第2马达旋转角传感器中的一方的检测值与转舵量传感器的检测值不匹配、且第1马达旋转角传感器和第2马达旋转角传感器中的另一方的检测值与转舵量传感器的检测值匹配的情况下，能够认定为以第1马达旋转角传感器和第2马达旋转角传感器中的一方的固定件或旋转件的安装的不良情况为起因，该一方的检测值不合适。

另一方面，在第1马达旋转角传感器的检测值与第2马达旋转角传感器的检测值匹配、且第1马达旋转角传感器的检测值和第2马达旋转角传感器的检测值与转舵量传感器的检测值不匹配的情况下，虽然无法仅基于该匹配、不匹配的事实确定是第1马达旋转角传感器的检测值和第2马达旋转角传感器的检测值不合适、还是转舵量传感器的检测值不合适，但能够进行第1马达旋转角传感器的检测值和第2马达旋转角传感器的检测值、与转舵量传感器的检测值中的某一方不合适的认定，作为按每个传感器类别的不合适认定。

在上述按每个传感器类别的不合适认定中，在欲确定是第1马达旋转角传感器的检测值和第2马达旋转角传感器的检测值不合适、还是转舵量传感器的检测值不合适的情况下，例如，基于开始了使增加了的转舵量减少那样的电动马达的控制时的转舵量传感器的检测值的减少的延迟的有无即可。从上述要因来看，例如，在转舵量传感器的固定件或可动件的安装产生了不良情况时、或者产生了上述可动体动作机构的松动时，以这些安装的不良情况或松动为起因，转舵量传感器的检测值的减少会延迟与安装的松弛、松动相应的量。因此，在产生了转舵量传感器的检测值的减少的延迟时，进行对转舵量传感器的检测值不合适的认定即可。另一方面，例如，即使产生了动作变换机构的松动，也不产生转舵量传感器的检测值的减少的延迟。于是，在没有产生转舵量传感器的检测值的减少的延迟时，进行以动作变换机构的松动为起因，第1马达旋转角传感器的检测值和第2马达旋转角传感器的检测值不合适这一认定即可。换言之，进行不应使用第1马达旋转角传感器的检测值和第2马达旋转角传感器的检测值这一内容的认定即可。

附图说明

图1是示出实施例的车辆用转向系统的整体构成的示意图。

图2是用于说明实施例的车辆用转向系统所具有的转舵致动器的构造的图。

图3是用于说明图2所示的转舵致动器的转舵马达和动作变换机构的图。

图4是示意性地示出在实施例的车辆用转向系统中具备的传感器的安装的图。

图5是用于说明恢复转向操作中的转舵量的检测值的减少的图表。

图6是示出实施例的车辆用转向系统的控制器即控制装置所执行的检测值不合适认定程序的流程图。

附图标记说明

12：车轮；14：转舵装置；16：方向盘；18：操作装置；20：控制装置〔控制器〕；24：转舵马达〔电动马达〕；26：转舵杆；28：转舵致动器；40：壳体；42：螺纹槽；44：保持筒；46：螺母；48：马达轴；50：正时带轮；54：正时带(传动带)；55：动作变换机构；70：电子控制单元(ECU)；72：CAN；74a、74b：马达旋转角传感器〔第1马达旋转角传感器、第2马达旋转角传感器〕；76a、76b：旋转件；78a、78b：固定件；80：转舵量传感器；82：齿条；84：小齿轮；86：小齿轮轴〔可动体〕；92：旋转件〔可动件〕；94：固定件；96：可动体动作机构。

具体实施方式

以下，作为本发明的实施方式，参照附图对实施例的车辆用转向系统详细地进行说明。此外，本发明除了下述实施例以外，还能够以前述〔发明的方案〕这一项所记载的方式为首，以基于本领域技术人员的知识而实施了各种变更、改良后的各种方式来实施。

实施例

[A]车辆用转向系统的构成

i)整体构成

如图1示意性地示出的那样，实施例的车辆用转向系统(以下，有时简称为“转向系统”)是使分别为车辆10的前轮的左右2个车轮12转舵的线控转向型的转向系统，大致来说，构成为包括：用于使这些车轮12转舵的转舵装置14、具有作为由驾驶员操作的操作构件的方向盘16的操作装置18、及作为用于使转舵装置14执行与方向盘16的操作相应的车轮12的转舵的控制器的控制装置20。

车轮12各自通过转向节(steering knuckle)22保持成能够旋转，所述转向节22经由悬架装置而以能够转动的方式支承于车身。转舵装置14构成为包括：转舵致动器28，所述转舵致动器28具有作为驱动源的电动马达即转舵马达24，使转舵杆26向左右移动；和连杆32，在转舵杆26的两端分别经由球接头30而连结了一端。连杆32各自的另一端经由球接头36而连结于在对应的转向节22设置的转向节臂34。通过使转舵杆26向左右动作，从而各转向节22转动而使各车轮12转舵。

ii)转舵致动器的基本构造

关于构成转舵装置14的转舵致动器28的基本构造，也参照图2、图3进行说明，根据从示出整体的外观的图2(a)、示出转舵马达24的内部和转舵致动器28的内部的图3可知，在壳体40内，转舵致动器28将转舵杆26保持成转舵杆26不能绕其轴线旋转且能够左右移动。在转舵杆26的外周形成有螺纹槽42。另外，在壳体40内，保持筒44被保持成能够绕其轴线旋转且不能左右移动。在该保持筒44，固定地保持有保持轴承滚珠的螺母46。使螺母46与转舵杆26互相螺合，它们构成了滚珠丝杠机构。也就是说，能够认为构成了包括设置于转舵杆26的螺纹、和设置有与该螺纹螺合的螺纹的螺母46的螺纹机构。

如图3所示，转舵马达24以自身的轴线与转舵杆26的轴线互相平行的姿势配设于壳体40的外部，在马达旋转轴48(以下，有时简称为“马达轴48”)的一端附设有正时带轮50。在保持筒44的外周，与正时带轮50同样地形成有卡合齿52，保持筒44作为与正时带轮50成对的另1个正时带轮发挥功能。在保持筒44、正时带轮50卷挂有作为传动带的正时带54，通过转舵马达24的旋转(严格来说是马达轴48的旋转)，从而螺母46旋转，使转舵杆26在左右方向上向与转舵马达24的旋转方向相应的朝向移动。也就是说，设置有构成为包括保持筒44、正时带轮50、正时带54的带传动机构，通过该带传动机构和上述的螺纹机构而设置有将马达轴48的旋转动作变换为与该旋转动作的量相应的动作量的转舵杆26的动作的动作变换机构55。

此外，在本转向系统的转舵致动器28中，以马达轴48的轴线与转舵杆26的轴线互相平行的方式，将转舵马达24附设于壳体40之外。该转舵致动器28是所谓的杆平行(rodparallel)型(也有时称为“齿条平行型”)的致动器。该型式的转舵致动器具有如下的优点：通过根据要求的转向力变更转舵马达，从而能够在使壳体40、转舵杆26等主体部共通化的状态下应用于各种车型。

在本转向系统中，转舵马达24是3相的无刷DC马达，被设为2系统的马达。详细而言，在马达轴48的外周，以在周向上排列并固定的方式配设有2系统共用的磁体56，与2系统对应的2组线圈58a、58b以与这些磁体56相对的方式，被保持并配设于该转舵马达24的壳体即马达壳体59。通过向线圈58a、58b中的任一方的通电均可使转舵马达24旋转，另外，通过向双方通电也可使转舵马达24旋转。转舵马达24所产生的转矩、即使转舵杆26左右移动的力大致与向线圈58a、58b供给的电流的总和成比例。此外，鉴于转舵马达24是2系统的马达，拟制为存在2个转舵马达，以下，也如图1所示那样，为了方便而有时将2系统的各自对应的转舵马达24的部分称为转舵马达24a、24b。因此，转舵马达24a、24b可以认为是转舵致动器28的2个驱动源。

iii)操作装置的构成

如图1所示，操作装置18构成为包括方向盘16、固定于方向盘16并能够与方向盘16一体地旋转的转向轴60、及作为电动马达的反作用力马达62。反作用力马达62的马达轴与转向轴60一体化，反作用力马达62向方向盘16赋予旋转转矩。该旋转转矩作为针对驾驶员对方向盘16的操作、也就是说转向操作的反作用力(操作反作用力)而发挥功能。因此，反作用力马达62构成反作用力致动器。

关于反作用力马达62，虽然省略了详细的构造的图示，但与转舵马达24同样地设为2系统的无刷DC马达。考虑这一情况，拟制为存在2个反作用力马达，以下，如图1所示，为了方便而有时将2系统的各自对应的反作用力马达62的部分称为反作用力马达62a、62b。此外，操作反作用力作为使方向盘16向中立位置(既不被向右也不被向左操作的位置)返回的力而发挥功能。操作反作用力通过向反作用力马达62a、62b中的任一方或双方的通电而产生，其大小大致与向反作用力马达62a、62b供给的电流的总和成比例。

iv)控制装置的构成

如图1所示，负责该操舵系统的控制的控制装置20构成为包括4个电子控制单元(以下，有时简称为“ECU”)70SA、70SB、70CA、70CB。ECU70SA、70SB、70CA、70CB在图中分别表示为[ECU_SA]、[ECU_SB]、[ECU_CA]、[ECU_CB]。此外，在以下的说明中，在不需要将ECU70SA、70SB、70CA、70CB互相区分的情况下有时将它们统称为“ECU70”。

ECU70SA、70SB控制转舵装置14。详细而言，与上述的2系统相对应，ECU70SA控制转舵致动器28的转舵马达24a，ECU70SB控制转舵致动器28的转舵马达24b，ECU70SA、70SB分别构成为包括由CPU、ROM、RAM等构成的电子计算机、和作为对应的转舵马达24a或转舵马达24b的驱动电路(驱动器)的变换器。在图中省略了变换器，变换器连接于电源，向对应的转舵马达24a或转舵马达24b供给基于电子计算机的指令的驱动电流。然后，接受了该驱动电流的供给的转舵马达24a、24b、即转舵致动器28通过该驱动电流而工作。此外，在以下的说明中，将ECU70SA、70SB分别称为转舵ECU70SA、70SB，在无需区别它们时，有时统称为转舵ECU70S。

ECU70CA、70CB控制操作装置18。详细而言，与ECU70SA、70SB同样，与上述的2系统相对应，ECU70CA控制反作用力马达62a，ECU70CB控制反作用力马达62b，ECU70CA、70CB分别构成为包括由CPU、ROM、RAM等构成的电子计算机、和作为对应的反作用力马达62a或反作用力马达62b的驱动电路(驱动器)的变换器。在图中省略了变换器，变换器连接于电源，向对应的反作用力马达62a或反作用力马达62b供给基于电子计算机的指令的电流。此外，在以下的说明中，将ECU70CA、70CB分别称为反作用力ECU70CA、70CB，在无需区别它们时，有时称为反作用力ECU70C。此外，在车内配设有CAN(“car area network：车区域网络”或“controllable area network：可控制区域网络”)72，各ECU70SA、70SB、70CA、70CB连接于CAN72，能够互相进行通信。

v)传感器类

在转舵装置14、操作装置18设置有用于检测它们的动作状态的各种传感器。控制装置20基于这些传感器的检测值来进行控制。以下，对所设置的传感器的功能、构造、和其安装方式进行说明。

首先，在转舵装置14中，与转舵马达24的2系统相对应，在转舵马达24a、24b分别设置有用于检测附设于马达轴48的磁体56与自身的线圈58a或线圈58b的相对相位(也可以称为“电角度”)、即作为马达轴48的旋转角的马达旋转角R_S的马达旋转角传感器74a、74b(具体而言，是旋转变压器)。也可以将马达旋转角传感器74a、74b中的一方称为第1马达旋转角传感器，将另一方称为第2马达旋转角传感器。

马达旋转角传感器74a、74b为一般的构造，所以省略此处的详细的说明，如图3所示，马达旋转角传感器74a、74b分别构成为包括安装于马达轴48的被检测件即旋转件(转子)76a、76b和以与旋转件76a、76b面对面的方式安装于马达壳体59的作为检测件的固定件(定子)78a、78b。此外，在图1中，将马达旋转角传感器74a、74b表示为[R_SA]、[R_SB]，另外，在以下的说明中，在无需区别2系统的情况下，有时将马达旋转角传感器74a、74b、旋转件76a、76b、固定件78a、78b分别统称为马达旋转角传感器74、旋转件76、固定件78。

另外，在转舵致动器28设置有用于检测转舵杆26的动作量、即转舵杆26的左右方向的动作位置作为车轮12的转舵量θ的转舵量传感器80(在图1中表示为[θ])。参照示出在转舵致动器28中设置了该转舵量传感器80的部分的截面的图2(b)详细地进行说明，在转舵杆26形成有齿条82，具有与该齿条82啮合的小齿轮84的小齿轮轴86被保持于壳体40。该转舵致动器28是所谓的动力转向系统所采用的致动器，小齿轮轴86经由扭杆88连接于输入轴90。在本转向系统中，在该转舵致动器28被用于动力转向系统的情况下，在设置了用于检测操舵转矩的转矩传感器的部位，代替该转矩传感器而设置了转舵量传感器80。

转舵量传感器80是与用于检测方向盘的操作量(也可以称为“操作角”)的所谓的转向传感器相同的装置，为一般的构造，所以省略此处的详细的说明，转舵量传感器80构成为包括安装于小齿轮轴86的作为被检测件的旋转件92和以与旋转件92面对面的方式安装于壳体40的作为检测件的固定件94。旋转件92是可动件(mover)的一种。此外，转舵量传感器80能够超过360°地检测从转舵杆26位于中立位置(车轮没有向左右中的任一方转舵的位置)时的旋转位置起的小齿轮轴86的旋转动作量。

根据上述那样的构造，小齿轮轴86和转舵杆26构成齿条&小齿轮机构。通过该齿条&小齿轮机构，小齿轮轴86作为以与转舵杆26的动作量相应的旋转动作量旋转的旋转体、即以与转舵杆26的动作量相应的动作量动作的可动体而发挥功能，因此，转舵致动器28可以认为具有构成为包括该齿条&小齿轮机构的可动体动作机构96。并且，转舵量传感器80通过检测小齿轮轴86的旋转动作量来间接检测转舵杆26的动作量、即车轮12的转舵量θ。

此外，作为转舵量传感器，例如也可以是，采用作为被检测件的可动件安装于转舵杆26自身且作为检测件的固定件安装于壳体40的线性编码器，从而直接检测转舵杆26的动作量。

根据图2(a)、在轴方向上观察转舵致动器28而得到的图即图2(c)可知，在转舵致动器28，在这些图所示的位置处设置有3个传感器、即马达旋转角传感器74a、74b、转舵量传感器80。

在操作装置18中，与转舵装置14同样，与反作用力马达62的2系统相对应，在反作用力马达62a、62b分别设置有作为旋转变压器的马达旋转角传感器98a、98b。马达旋转角传感器98a、98b检测与转向轴60一体化了的反作用力马达62的马达轴的马达旋转角R_C。另外，在操作装置18设置有用于检测方向盘16的操作量(操作角)δ的操作量传感器100(所谓的“转向传感器”)。这些马达旋转角传感器98a、98b、操作量传感器100具有与先前说明了的马达旋转角传感器74a、74b、转舵量传感器80同样的构造，另外，被同样地安装，因此，省略对它们的构造、安装方式的说明。此外，在图1中，将马达旋转角传感器98a、98b、操作量传感器100分别表示为[R_CA]、[R_CB]、[δ]，另外，在以下的说明中，在无需区别2系统的情况下，有时将马达旋转角传感器98a、98b统称为马达旋转角传感器98。

此外，以上所说明的马达旋转角传感器74a、74b、转舵量传感器80、马达旋转角传感器98a、98b、操作量传感器100均连接于CAN72，由这些传感器检测到的马达旋转角R_S、转舵量θ、马达旋转角R_C、操作量δ的检测值作为信号而经由CAN72向控制装置20发送。

[B]车辆用转向系统的基本控制

在该转向系统中，与2系统相对应，由转舵ECU70SA、70SB各自执行转舵量控制、即通过控制转舵马达24a、24b的工作实现的车轮12的转舵量θ的控制，由反作用力ECU70CA、70CB各自执行反作用力控制、即对方向盘16赋予的操作反作用力的控制。关于转舵量控制，转舵ECU70SA、70SB进行彼此相同的控制，另外，关于反作用力控制，以使得反作用力马达62a、62b分别产生承担所赋予的操作反作用力的一半那样的转矩的方式，反作用力ECU70CA、70CB进行彼此相同的控制。因此，在以下的说明中，对1系统中的转舵量控制、反作用力控制进行说明。

i)转舵量控制

作为转舵量控制的前提，转舵ECU70S在该车辆10起动时，对马达旋转角传感器74的检测值进行校准处理。详细而言，使由转舵量传感器80检测到的车轮12的转舵量θ与由马达旋转角传感器74检测到的马达旋转角R_S相关联。更具体而言，马达旋转角R_S的变化量即马达轴48的旋转动作量、与转舵量θ之比是取决于上述的动作变换机构55的构造的设定比γ，因此，基于该设定比γ，从车轮12没有转舵的状态、即中立状态起的马达轴48的旋转量(超过360°地表示的累积旋转量)被决定为相对于起动时间点下的转舵量θ的马达旋转量Ω。简单而言，执行在转舵量θ成为0时马达旋转量Ω成为0那样的原点处理。

在校准处理被执行之后转舵ECU70S所进行的转舵量控制中，基于由操作量传感器100检测到的方向盘16的操作量δ决定应实现的车轮12的转舵量θ即目标转舵量θ*。具体而言，通过对操作量δ乘以设定增益α来决定目标转舵量θ*。并且，基于目标转舵量θ*和上述设定比γ来决定应实现的马达旋转量Ω即目标马达旋转量Ω*。另一方面，当前时间点下的实际的马达旋转量Ω始终根据由马达旋转角传感器74检测出的马达旋转角R_S进行更新，执行基于马达旋转量偏差ΔΩ(＝Ω*-Ω)的转舵马达24的反馈控制，以使得马达旋转量Ω成为目标马达旋转量Ω*。此外，对于向转舵马达24的通电中的相的切换，利用由马达旋转角传感器74检测到的马达旋转角R_S。

ii)反作用力控制

在反作用力控制中，反作用力ECU70C以使得向方向盘16赋予与操作量δ相应的大小的反作用力的方式进行反作用力马达62的控制。详细而言，由操作量传感器100检测到的方向盘16的操作量δ，在方向盘16位于中立位置时，也就是说，位于没有向左右中的任一方操作的位置时设为0，反作用力ECU70C通过对所检测到的操作量δ乘以设定增益β来决定应赋予的反作用力F即目标反作用力F*。然后，基于该目标反作用力F*决定应向反作用力马达62供给的电流，向反作用力马达62供给该所决定的电流。在该反作用力控制中，对于向反作用力马达62的通电中的相的切换，也利用由马达旋转角传感器98检测到的马达旋转角R_C。

[C]设置于转舵装置的传感器的检测值的不合适及针对它的应对

如以上所说明的那样，在转舵装置14设置有2个马达旋转角传感器74a、74b及转舵量传感器80。这些传感器74、80的检测值用于上述转舵量控制，因此，在这些传感器74、80中的任一方的检测值变得不合适的情况下，也就是说，在对传感器74、80的任一方的检测值的使用变得不合适的情况下，不再能执行合适的转舵量控制。鉴于此，以下，对这些传感器的检测值变得不合适的原因和不合适检测值的认定、用于进行该认定的处理的流程、及针对不合适检测值的应对进行说明。

i)传感器的检测值变得不合适的原因及不合适检测值的认定

首先，在马达旋转角传感器74、转舵量传感器80自身发生了故障的情况下，发生了故障的传感器的检测值变得不合适。在该情况下，与一般的控制装置同样，本转向系统的控制装置20具有传感器74、80自身的故障诊断功能，利用该诊断功能来认定哪一传感器74、80的检测值不合适。

即使传感器74、80自身没有发生故障，例如，也有时会在这些传感器74、80的安装产生不良情况。图4(a)是以这些传感器74、80为旋转变压器的情况为例示意性地示出传感器74、80的安装的图，在马达旋转角传感器74中，旋转件76安装于马达轴48，固定件78安装于转舵马达24的马达壳体59，在转舵量传感器80中，作为可动件的旋转件92安装于小齿轮轴86，固定件94安装于转舵致动器28的壳体40。若旋转件76、92相对于马达轴48或小齿轮轴86的安装松弛，具体而言，若产生图4(b)中由★所示那样的某种程度的松动，则可预料到旋转件76、92虽然微动但不会与马达轴48或小齿轮轴86一起旋转。同样，若固定件78、94相对于马达壳体59或壳体40的安装松弛，具体而言，若产生图4(c)中由★所示那样的某种程度的松动，则可预料到旋转件76、92与固定件78、94虽然会微动但不会共转。若这样在传感器74、80中的任一方的安装产生不良情况，则由它们任一方检测的马达旋转角R_S或转舵量θ的检测值会变得不合适。

另外，在上述的可动体动作机构96产生了松动的情况下，具体而言，例如，在上述齿条&小齿轮机构中的齿间隙某种程度地变大了的情况下，在转舵杆26的动作的方向切换时，小齿轮轴86的旋转动作会发生延迟，从而也使得由转舵量传感器80检测的转舵量θ的检测值变得不合适。

而且，在上述的动作变换机构55产生了松动的情况下，具体而言，例如，在滚珠丝杠机构中的齿间隙、作为传动带的正时带54的松弛、正时带轮50或保持筒44与正时带54的卡合中的松动等某种程度地变大了的情况下，由马达旋转角传感器74检测的马达旋转角R_S的检测值、与由转舵量传感器80检测的转舵量θ的检测值不匹配，因此优选不将某一检测值用于转舵量控制。也就是说，需要认定为马达旋转角传感器74和转舵量传感器80的检测值的某一方不合适。

在传感器74、80自身没有发生故障的情况下，无法单独依靠各传感器74、80的检测值来认定哪一传感器74、80的检测值不合适。于是，在本转向系统中，控制装置20通过对各传感器74、80的检测值进行比较，从而进行哪一传感器74、80的检测值不合适的认定、即不合适检测值的认定，换言之，进行检测值不合适认定。更详细而言，根据各传感器74、80的检测值彼此是否匹配来进行不合适检测值的认定。关于检测值彼此是否匹配，与马达旋转角传感器74a的检测值和马达旋转角传感器74b的检测值相关地，在这些检测值之差超过了被设定得较小的阈值时，判断为这些检测值不匹配。另一方面，与马达旋转角传感器74的检测值和转舵量传感器80的检测值相关地，如上述那样，基于上述设定比γ来对上述2个检测值中的一方进行换算而求出换算值，在该换算值与2个检测值中的另一方之差超过了设定得较小的阈值时，判断为上述2个检测值不匹配。

上述情况下的、某一检测值变得不合适的几个原因同时产生2个以上的情况极少到无需考虑的程度。因此，控制装置20以这些原因仅发生1个的情况为前提来进行不合适检测值的认定。

详细而言，由于马达旋转角传感器74a、74b均是检测马达轴48的旋转角的传感器，因此，若这些马达旋转角传感器74a、74b的检测值互相不匹配，则可以认为这些马达旋转角传感器74a、74b中的某一方的检测值不合适。并且，在马达旋转角传感器74a、74b中的一方的检测值与转舵量传感器80的检测值不匹配、且马达旋转角传感器74a、74b中的另一方的检测值与转舵量传感器80的检测值匹配时，例如认定为以马达旋转角传感器74a、74b中的一方的安装的不良情况为起因，另一方的检测值不合适。

另一方面，在马达旋转角传感器74a、74b各自的检测值互相匹配、且这些检测值与转舵量传感器80的检测值不匹配的情况下，进行马达旋转角传感器74a、74b各自的检测值、和转舵量传感器80的检测值中的某一方不合适的认定、即按每个传感器类别的不合适认定。但是，仅靠上述事实无法对马达旋转角传感器74a、74b的检测值、和转舵量传感器80的检测值中的哪一方不合适进行认定。于是，控制装置20在按每个传感器类别的不合适认定中，基于在转舵量控制下使转舵量θ减少那样的转舵马达24的工作开始了时，即简单而言进行了恢复的转向操作时，由转舵量传感器80检测的转舵量θ的减少是否存在延迟，来对马达旋转角传感器74a、74b的检测值、和转舵量传感器80的检测值中的哪一方不合适进行认定。

详细而言，在车辆10正在行驶且车轮12转舵到某种程度的转舵量θ时，车轮12从路面承受着欲使转舵量θ减少的力(可以称为“复原力”、所谓的“SAT(self alignmenttorque：自校准转矩)”等)。因此，例如，在转舵量θ增加并维持了该转舵量θ之后，在以使该转舵量θ减少的方式控制了转舵马达24的情况下，在产生了上述的可动体动作机构96即齿条&小齿轮机构的松动、或由转舵量传感器80的安装的不良情况引起的松动时，如图5(a)的图表所示，由马达旋转角传感器74检测的马达旋转角R_S从开始了伴随于由操作量传感器100检测的方向盘16的操作量δ的变化而使转舵量θ减少那样的转舵马达24的控制的时间点、即时间点t₁减少，与此相对，转舵量θ延迟与上述松动相应的量，从时间点t₂开始其减少。于是，控制装置20在时间点t₁与时间点t₂的时间差即转舵量检测值延迟Δt超过了被设定得较小的阈值时间时，认定为以可动体动作机构96的松动、或转舵量传感器80的安装的不良情况为起因，转舵量传感器80的检测值不合适。

与此相对，即使存在上述动作变换机构55的松动、即滚珠丝杠机构的齿间隙、正时带54的松弛等，在以使转舵量θ减少的方式控制了转舵马达24的情况下，如图5(b)的图表所示，由转舵量传感器80检测的转舵量θ也会与由马达旋转角传感器74检测的马达旋转角R_S大致同时、即在时间点t₁下开始减少。考虑这一情况，控制装置20在上述转舵量检测值延迟Δt为上述阈值时间以下时，判断为以动作变换机构55的松动为起因，马达旋转角传感器74的检测值、即马达旋转角传感器74a、74b中的任一方的检测值均不合适。

ii)用于不合适检测值的认定的处理的流程

上述的不合适检测值的认定的处理通过以下方式进行：控制装置20，详细而言2个转舵ECU70S中的一方也从另一方取得信息，并且以短时间间隔(例如，几毫秒(msec)～几十毫秒(msec))执行图6中示出流程图的检测值不合适认定程序。此外，关于不合适检测值的认定的处理可以分别在2个转舵ECU70S中进行，也可以在反作用力ECU70C中的任意1个以上中进行，另外，还可以将配备于车辆10的其他ECU看作构成控制装置20的ECU而在该ECU中进行。以下，按照流程图来说明关于不合适检测值的认定的处理的流程。

在按照检测值不合适认定程序的处理中，首先，在步骤1(以下，简写为“S1”。其他步骤也同样如此。)中，判断检测值不合适标志FL的值。检测值不合适标志FL是初始值设为“0”，在某一传感器74、80的检测值被认定为不合适时设为“1”的标志，在已经认定为某一传感器74、80的检测值不合适时，实质上不执行该程序。

在任意传感器74、80的检测值均尚未被认定为不合适时，基于控制装置20所具有的上述的诊断功能的诊断结果，在S2～S4中判断是否传感器74、80中的某一方自身发生了故障。考虑到传感器74、80中的2个以上的传感器发生了故障的可能性极低，在S2～S4中，进行以仅传感器74、80中的1个发生故障为前提的判断。

在S2中判断为马达旋转角传感器74a发生了故障的情况下，在S5中认定为仅马达旋转角传感器74a的检测值不合适。在S3中判断为马达旋转角传感器74b发生了故障的情况下，在S6中判断为仅马达旋转角传感器74b的检测值不合适。并且，在S4中判断为转舵量传感器80发生了故障的情况下，在S7中判断为仅转舵量传感器80的检测值不合适。

在S2～S4中判断为任意的传感器74、80均没有发生故障的情况下，在S8中对马达旋转角传感器74a、74b各自的检测值进行比较，判断这些检测值是否互相匹配。在马达旋转角传感器74a、74b各自的检测值互相不匹配的情况下，在S9中对马达旋转角传感器74a的检测值与转舵量传感器80的检测值进行比较，在这些检测值不匹配的情况下，如上述那样推定为产生了马达旋转角传感器74a的安装的不良情况，在S5中认定为仅马达旋转角传感器74a的检测值不合适。另一方面，在马达旋转角传感器74a的检测值与转舵量传感器80的检测值匹配的情况下，即，在马达旋转角传感器74b的检测值与转舵量传感器80的检测值不匹配的情况下，推定为产生了马达旋转角传感器74b的安装的不良情况，在S6中认定为仅马达旋转角传感器74b的检测值不合适。

在S8中判断为马达旋转角传感器74a、74b各自的检测值互相匹配的情况下，在S10中，与S9同样地对马达旋转角传感器74a的检测值与转舵量传感器80的检测值进行比较。在判断为马达旋转角传感器74a的检测值与转舵量传感器80的检测值不匹配的情况下，即，在判断为转舵量传感器80的检测值与马达旋转角传感器74a、74b双方的检测值不匹配的情况下，在S11中，判断是否产生了上述的转舵量传感器80的检测值的减少的延迟、即是否在车辆10的行驶过程中进行了恢复的转向操作时产生了延迟。上述的转舵量检测值延迟Δt的值与基于该程序的处理不同，每次开始恢复操作时便由控制装置20掌握并存储，基于该存储了的值来判断是否产生了延迟。

在S11中判断为产生了转舵量传感器80的检测值的减少的延迟的情况下，如以上所说明的那样，推定为在可动体动作机构96即齿条&小齿轮机构产生了松动、或者在转舵量传感器80的安装产生了不良情况，在S7中判断为仅转舵量传感器80的检测值不合适。另一方面，在判断为没有产生延迟的情况下，在S12中推定为上述的动作变换机构55的松动、即例如正时带54的松弛、或滚珠丝杠机构的齿间隙变大，认定为马达旋转角传感器74a、马达旋转角传感器74b双方的检测值均不合适。

在S5、S6、S7、S12中的任一步骤中，在认定为传感器74、80中的任意1个以上的检测值不合适的情况下，在S13中，上述的检测值不合适标志FL的值被设定为“1”，结束基于该程序的处理。另一方面，在S10中判断为马达旋转角传感器74a的检测值与转舵量传感器80的检测值匹配的情况下，即，在判断为3个传感器74、80的检测值互相匹配的情况下，上述3个传感器74、80的检测值均合适，基于该程序的1次处理结束。

iii)针对不合适检测值的应对

在认定为某一传感器74、80的检测值不合适的情况下，使该内容显示于仪表板，向该车辆10的驾驶员报知，促使驾驶员做出对车辆10进行保养、修理等判断。另外，在上述的转舵量控制执行时，不优选采用认定为不合适的检测值。因而，为了避免采用认定为不合适的检测值，作为应急的处置，转舵量控制如以下那样进行。

如上述那样，在转舵量控制中，转舵ECU70SA、70SB分别基于由马达旋转角传感器74a、74b检测的马达旋转角R_SA、R_SB来执行转舵马达24的反馈控制。在认定为仅马达旋转角传感器74a的检测值不合适的情况下，转舵ECU70SA基于代替马达旋转角R_SA的由马达旋转角传感器74b检测到的马达旋转角R_SB来进行转舵马达24a的反馈控制及转舵马达24a的通电中的相的切换。相反，在认定为仅马达旋转角传感器74b的检测值不合适的情况下，转舵ECU70SB基于代替马达旋转角R_SB的由马达旋转角传感器74a检测到的马达旋转角R_SA来进行转舵马达24b的反馈控制及转舵马达24b的通电中的相的切换。

在认定为马达旋转角传感器74a、74b双方的检测值均不合适的情况下，进行基于转舵量θ的转舵马达24的反馈控制。详细而言，执行基于转舵量偏差Δθ(＝θ*-θ)的转舵马达24的反馈控制，以使得由转舵量传感器80检测到的转舵量θ成为上述的目标转舵量θ*。此外，对于该情况下的向转舵马达24a、24b的通电中的相的切换，分别使用由马达旋转角传感器74a、74b检测到的马达旋转角R_SA、R_SB。

在认定为转舵量传感器80的检测值不合适的情况下，在该车辆10起动时不进行上述那样的校准处理。转舵ECU70SA、70SB在停止了车辆10的工作的时间点下，分别存储由马达旋转角传感器74a、74b检测的马达旋转角R_SA、R_SB，基于该所存储的马达旋转角R_SA、R_SB，在车辆10起动时执行马达旋转量Ω的原点处理。

Claims

1.一种车辆用转向系统，具备：

所述车辆用转向系统的特征在于，

2.根据权利要求1所述的车辆用转向系统，

所述控制器构成为，以所述第1马达旋转角传感器、所述第2马达旋转角传感器、所述转舵量传感器各自自身没有发生故障为前提，进行所述检测值不合适认定。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用转向系统，

所述控制器构成为，在所述检测值不合适认定中，在所述第1马达旋转角传感器和所述第2马达旋转角传感器中的一方的检测值、与所述转舵量传感器的检测值不匹配，且所述第1马达旋转角传感器和所述第2马达旋转角传感器中的另一方的检测值与所述转舵量传感器的检测值匹配的情况下，认定为所述第1马达旋转角传感器和所述第2马达旋转角传感器中的所述一方的检测值不合适。

4.根据权利要求3所述的车辆用转向系统，

所述第1马达旋转角传感器及所述第2马达旋转角传感器各自具有安装于所述电动马达的壳体的固定件和安装于所述马达旋转轴的旋转件，

所述控制器构成为，认定为以所述第1马达旋转角传感器和所述第2马达旋转角传感器的所述一方中的所述固定件或所述旋转件的安装的不良情况为起因，所述第1马达旋转角传感器和所述第2马达旋转角传感器中的所述一方的检测值不合适。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用转向系统，

所述控制器构成为，在所述检测值不合适认定中，在所述第1马达旋转角传感器的检测值与所述第2马达旋转角传感器的检测值匹配、且所述第1马达旋转角传感器的检测值和所述第2马达旋转角传感器的检测值与所述转舵量传感器的检测值不匹配的情况下，进行所述第1马达旋转角传感器的检测值和所述第2马达旋转角传感器的检测值、与所述转舵量传感器的检测值中的哪一方不合适的认定即按每个传感器类别的不合适认定。

6.根据权利要求5所述的车辆用转向系统，

所述控制器构成为，在所述按每个传感器类别的不合适认定中，基于开始了使增加了的转舵量减少那样的所述电动马达的控制时的所述转舵量传感器的检测值的减少的延迟的有无，在产生了该延迟时认定为所述转舵量传感器的检测值不合适，在没有产生该延迟时认定为所述第1马达旋转角传感器的检测值和所述第2马达旋转角传感器的检测值不合适。

7.根据权利要求6所述的车辆用转向系统，

所述转舵量传感器具有安装于所述转舵致动器的壳体的固定件、和安装于所述转舵杆或所述可动体的可动件，

所述控制器构成为，在产生了所述延迟时，认定为以所述转舵量传感器中的所述固定件或所述可动件的安装的不良情况、或所述可动体动作机构的松动为起因，所述转舵量传感器的检测值不合适。

8.根据权利要求6或7所述的车辆用转向系统，

所述控制器构成为，在没有产生所述延迟时，认定为以所述动作变换机构的松动为起因，所述第1马达旋转角传感器的检测值和所述第2马达旋转角传感器的检测值不合适。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的车辆用转向系统，

所述控制器构成为，

基于所述第1马达旋转角传感器的检测值、所述第2马达旋转角传感器的检测值、所述转舵量传感器的检测值的任一方均能够进行所述转舵量控制，

不基于在所述检测值不合适认定中认定为不合适的所述第1马达旋转角传感器的检测值、所述第2马达旋转角传感器的检测值、所述转舵量传感器的检测值的任一方地进行所述车轮的转舵量的控制。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的车辆用转向系统，

以所述马达旋转轴与所述转舵杆平行的方式配设所述电动马达，

所述动作变换机构构成为包括：设置于所述转舵杆的螺纹、设置有与该螺纹螺合的螺纹并外嵌于所述转舵杆的螺母、及用于通过所述马达旋转轴的旋转动作使所述螺母进行旋转动作的传动带。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的车辆用转向系统，

所述可动体是旋转轴，

所述可动体动作机构构成为包括：设置于该旋转轴的小齿轮、和设置于所述转舵杆并与该小齿轮啮合的齿条。