JP2004050858A - Steering gear for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、舵角変化を生じさせる操舵用アクチュエータと、操作部材に作用するトルクを発生する操作用アクチュエータを備える車両用操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
操作部材を車輪に機械的に連結しない所謂ステアバイワイヤシステムを採用した車両用操舵装置や、ステアリングホイールの回転を遊星ギヤ機構等の伝達比可変機構を介してステアリングギヤに伝達する車両用操舵装置が開発されている。これら操舵装置は、舵角変化を生じさせる操舵用アクチュエータだけでなく、ドライバーに操舵フィーリングを付与する操作用アクチュエータを備えている。さらに、操作部材の操作量、車速、舵角等の運転条件を検出するセンサを備え、その検出値から操舵用アクチュエータの制御量と操作用アクチュエータの制御量を演算する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような車両用操舵装置において、操舵用アクチュエータを制御する主制御装置と操作用アクチュエータを制御する副制御装置を設け、主制御装置により操舵用アクチュエータの制御量だけでなく操作用アクチュエータの制御量も演算し、その制御量に対応する制御信号を主制御装置から副制御装置に送り、その制御信号に基づき副制御装置により操作用アクチュエータを制御することが提案されている。この場合、車両停止のためにイグニッションスイッチをオフした場合や、フェールセーフシステムにより制御系の異常を検知したような場合、その主制御装置、操舵用アクチュエータ、副制御装置、および操作用アクチュエータへの作動用電力の供給を遮断することが必要になる。
【0004】
そこで、イグニッションスイッチのオフ時や制御系の異常検知時に主遮断信号を生成し、主制御装置と操舵用アクチュエータへの作動用電力の供給経路を開閉する主スイッチを、その主遮断信号に応じて主制御装置により開き、さらに、その主遮断信号に応じて主制御装置により副制御装置に入力される副遮断信号を生成し、副制御装置と操作用アクチュエータへの作動用電力の供給経路を開閉する副スイッチを、その副遮断信号に応じて副制御装置により開くことが考えられる。
【0005】
しかし、主遮断信号に応じて主制御装置により主スイッチを開く時点から、副遮断信号に応じて副制御装置により副スイッチを開く時点までには制御遅れがある。その主スイッチが開かれることで主制御装置による操作用アクチュエータの制御量の演算が行われなくなるため、操作用アクチュエータの制御量に対応する制御信号は不定になる。一方、その副スイッチが開かれるまでは副制御装置による操作用アクチュエータの制御は継続される。そのため、その制御遅れの間は不定な制御信号に基づき操作用アクチュエータが制御されるため、操作用アクチュエータに想定外の動きが生じるおそれがある。操作用アクチュエータの想定外の動きは操作部材の突然の回転等を生じさせるため、ドライバーに違和感を与えることになる。
本発明は上記問題を解決することのできる車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、操舵用アクチュエータと、その操舵用アクチュエータの動きを舵角変化が生じるように車輪に伝達する機構と、操作部材に作用するトルクを発生する操作用アクチュエータと、その操舵用アクチュエータを制御する主制御装置と、その操作用アクチュエータを、その主制御装置から送られる制御信号に基づき制御する副制御装置と、主遮断信号を生成する手段と、その主制御装置と操舵用アクチュエータへの作動用電力の供給経路を開閉する主スイッチと、その副制御装置と操作用アクチュエータへの作動用電力の供給経路を開閉する副スイッチとを備え、その主遮断信号に応じて、その主制御装置により副制御装置に送られる副遮断信号が生成されると共に、その主スイッチが開かれ、その副遮断信号に応じて、その副制御装置により副スイッチが開かれる車両用操舵装置に適用される。
【0007】
本発明の一つの特徴は、その副遮断信号に応じて、前記制御信号に基づく副制御装置による操作用アクチュエータの制御が解除され、その副制御装置により操作用アクチュエータが作動停止状態を維持するように制御された後に、その副スイッチが開かれる点にある。
これにより、主遮断信号に応じて主制御装置により主スイッチを開く時点から、副遮断信号に応じて副制御装置により副スイッチを開く時点までの制御遅れが生じても、その制御遅れの間は操作用アクチュエータが作動停止状態に維持されるので、操作用アクチュエータの想定外の動きを防止できる。
【0008】
本発明の別の特徴は、その副遮断信号に応じて副制御装置により副スイッチが開かれた後に、その主遮断信号に応じて主制御装置により主スイッチが開かれるように、その主スイッチが開かれるタイミングが設定されている点にある。
これにより、主遮断信号に応じて主制御装置により主スイッチを開く前に、副遮断信号に応じて副制御装置により副スイッチが開かれるので、操作用アクチュエータへの電力供給が遮断されるまで主制御装置は作動を継続する。すなわち、操作用アクチュエータへの電力供給が遮断されるまで主制御装置から副制御装置に適正な制御信号を送り続けることができ、操作用アクチュエータの想定外の動きを防止できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1に示す第1実施形態の車両用操舵装置は、ステアリングホイールを模した操作部材1と、電動モータにより構成される操舵用アクチュエータ2と、ステアリングギヤ3とを備える。操作部材1を車輪4に機械的に連結することなく、操舵用アクチュエータ2の動きはステアリングギヤ3により舵角変化を生じるように車輪4に伝達される。すなわち、ステアリングギヤ3は操舵用アクチュエータ2の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド7の直線運動に変換する運動変換機構を有する。ステアリングロッド7の動きがタイロッド8とナックルアーム9を介して車輪4に伝達されることで車輪4のトー角が変化する。ステアリングギヤ3は公知のものを用いることができ、操舵用アクチュエータ2の動きを舵角が変化するように車輪4に伝達できる機構であれば構成は限定されない。本実施形態では、操舵用アクチュエータ2の出力シャフトに取り付けられたピニオン2aに噛み合うラック7aをステアリングロッド7に形成することで構成されている。操舵用アクチュエータ2が駆動されていない状態では、車輪4はセルフアライニングトルクにより直進位置に復帰できるようにホイールアラインメントが設定されている。
【0010】
操作部材1は、車体側により回転可能に支持される入力側回転シャフト10に同行回転するように連結されている。入力側回転シャフト10に、操作部材1に作用するトルクを発生する電動モータにより構成される操作用アクチュエータ19の出力シャフトが一体化されている。
【0011】
出力側回転シャフト15が、舵角変化による車輪4の動きに応じて回転するように車輪4に機械的に連結されている。本実施形態の出力側回転シャフト15は、ラック7aに噛み合うピニオン15aに同行回転するよう連結されている。出力側回転シャフト15と入力側回転シャフト10との間に、フェールセーフ機構を構成する連結機構30が設けられている。入力側回転シャフト10と出力側回転シャフト15は、通常はトルクを伝達しないように相対回転し、フェールセーフのために作動する連結機構30によりトルク伝達可能に連結される。連結機構30は例えば電磁クラッチにより構成される。
【0012】
操作部材1の操作量として操作角δhを検出する角度センサ11が設けられている。操作トルクThとして入力側回転シャフト10により伝達されるトルクを検出するトルクセンサ12が設けられている。車輪4の転舵量として舵角δを検出する舵角センサ13が設けられている。本実施形態の舵角センサ13は舵角δとしてステアリングロッド7の移動量を検出する。車速Vを検出する速度センサ14が設けられている。車両の横加速度Gyを検出する横加速度センサ17が設けられている。車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ18が設けられている。その角度センサ11、トルクセンサ12、舵角センサ13、速度センサ14、横加速度センサ17、ヨーレートセンサ18はコンピュータにより構成される主制御装置20に接続される。その主制御装置20に副制御装置21とイグニッションスイッチ22が接続される。イグニッションスイッチ22がオフされることで主制御装置20に送られる主遮断信号が生成される。また、主制御装置20は異常検知により自身で主遮断信号を生成する。例えば、操舵用アクチュエータ2の指示制御量に対する舵角δの変化が設定値以上であれば異常であると判断して主遮断信号を生成する。主制御装置20は主遮断信号に応じて入力側回転シャフト10と出力側回転シャフト15がトルク伝達可能に連結されるように、例えば連結機構30を構成する電磁クラッチへの電力供給を遮断することで接続状態にする。
【0013】
主制御装置20は主駆動回路20aを介して操舵用アクチュエータ2を制御する。副制御装置21は主制御装置20から送られる制御信号に基づき副駆動回路21aを介して操作用アクチュエータ19を制御する。
【0014】
図2に示すように、主駆動回路20aは複数のスイッチング素子から構成されるブリッジ回路を有する。そのブリッジ回路は、操舵用アクチュエータ2を車載バッテリーEに接続する第1〜第4FET(電界効果トランジスタ)30a、30b、30c、30dにより構成される。第1、第3FET30a、30cを閉じ、第2、第4FET30b、30dを開くことで操舵用アクチュエータ2を一方向に回転駆動し、FET30a、30b、30c、30dの開閉状態を逆にすることで他方向に回転駆動できる。そのFET30a、30b、30c、30dの開閉は相補的PWM信号により行われ、操舵用アクチュエータ2はPWMデューティが50%以上で一方向に駆動され、50%未満で他方向に駆動され、50%で作動停止する。
副駆動回路21aは複数のスイッチング素子から構成されるブリッジ回路を有する。そのブリッジ回路は、操作用アクチュエータ19を車載バッテリーEに接続する第1〜第4FET31a、31b、31c、31dにより構成される。第1、第3FET31a、31cを閉じ、第2、第4FET31b、31dを開くことで操作用アクチュエータ19を一方向に回転駆動し、FET31a、31b、31c、31dの開閉状態を逆にすることで他方向に回転駆動できる。そのFET31a、31b、31c、31dの開閉は相補的PWM信号により行われ、操作用アクチュエータ19はPWMデューティが50%以上で一方向に駆動され、50%未満で他方向に駆動され、50%で作動停止する。
操舵用アクチュエータ2の電流iの検出センサ32が主制御装置20に接続され、操作用アクチュエータ19の電流ihの検出センサ33が副制御装置21に接続されている。
【0015】
図3は、主制御装置20と副制御装置21による操舵用アクチュエータ2と操作用アクチュエータ19の制御ブロック図の一例を示す。図3において、ih* は操作用アクチュエータ19の目標駆動電流、Th* は目標操作トルク、i* は操舵用アクチュエータ2の目標駆動電流、δ* は目標舵角、δFFは舵角設定値、δFBは舵角修正値、Dは舵角変化による車両100の挙動変化に対応する挙動指標値、D* は目標挙動指標値である。その挙動指標値Dは、横加速度加重比をK1、ヨーレート加重比をK2、K1+K2=1として、D=K1・Gy+K2・γ・Vの関係式から求められる。その関係式は主制御装置20に記憶され、この関係式と、横加速度Gy、ヨーレートγ、車速Vの各検出値とから挙動指標値Dが演算される。K1とK2の比率は、挙動指標値Dが舵角変化による車両の挙動変化に対応するように設定すればよく、例えばK1=K2=0.5といったような一定値としてもよいし、舵角変化による車両の挙動変化に影響する車速等に応じて変化させてもよい。
【0016】
主制御装置20は、検出操作角δhに応じた目標挙動指標値D* を伝達関数G1に基づき演算する。伝達関数G1は予め定められて主制御装置20に記憶される。例えばKを比例定数としてG1=K・Vとされ、D* =K・V・δhによりD* が求められる。その比例定数Kは最適な制御を行えるように調整される。主制御装置20は、目標挙動指標値D* に応じた舵角設定値δFFを伝達関数G2に基づき演算する。伝達関数G2は予め定められて主制御装置20に記憶される。例えばG(v)を舵角に対する横加速度の定常ゲインとしてG2=1/G(v)とされ、δFF=D* /G(v)により舵角設定値δFFが求められる。ゲインG(v)は、SFをスタビリティファクタ、LをホイールベースとしてG(v)=V2 /{(1+SF・V2 )L}により求められる。主制御装置20は、目標挙動指標値D* から、検出横加速度Gy、検出ヨーレートγ、検出車速Vに基づき求めた挙動指標値Dを差し引いた偏差(D* −D)を演算し、その偏差(D* −D)に応じた舵角修正値δFBを伝達関数G3に基づき演算する。伝達関数G3は予め定められて主制御装置20に記憶される。例えばKpを比例ゲイン、Kiを積分ゲイン、sをラプラス演算子として、PI制御がなされるようにG3=(Kp+Ki/s)/G(v)とされ、δFB=(Kp+Ki/s)・(D* −D)/G(v)により舵角修正値δFBが求められる。そのKp、Kiは最適な制御を行えるように調整される。主制御装置20は舵角設定値δFFと舵角修正値δFBの和として目標舵角δ* を演算する。すなわち、主制御装置20は目標挙動指標値D* と挙動指標値Dと目標舵角δ* との間の関係を記憶し、その記憶した関係と求めた目標挙動指標値D* と挙動指標値Dとから目標舵角δ* を演算する。操舵用アクチュエータ2の制御において舵角設定値δFFはフィードフォワード項に対応し、舵角修正値δFBはフィードバック項に対応することから、フィードフォワード制御とフィードバック制御の統合制御が行われる。主制御装置20は、目標舵角δ* に応じた操舵用アクチュエータ2の目標駆動電流i* を伝達関数G4に基づき演算する。伝達関数G4は予め定められて主制御装置20に記憶される。例えばKbをゲイン、Tbを時定数として、PI制御がなされるようにG4=Kb・〔1+1/(Tb・s)〕とされ、i* =Kb〔1+1/(Tb・s)〕・δ* により目標駆動電流i* が求められる。そのゲインKbおよび時定数Tbは最適な制御を行えるように調整される。その目標駆動電流i* に応じて操舵用アクチュエータ2が駆動される。すなわち、目標駆動電流i* と操舵用アクチュエータ2の検出電流iとの偏差を例えばPI制御によりなくすように生成されるPWM信号によりFET30a、30b、30c、30dが開閉されることで操舵用アクチュエータ2が駆動される。これにより操作角δhや車速Vといった運転条件の変化に応じて操作角δhと舵角δの比が変化する。
【0017】
主制御装置20は、検出操作角δhに応じた目標操作トルクTh* を伝達関数Gh1に基づき演算する。その伝達関数Gh1は予め定められて主制御装置20に記憶される。例えばKhを比例定数としてGh1=Kh・Vとされ、Th* =Kh・V・δhにより目標操作トルクTh* が求められる。比例定数Khは最適な制御を行えるように調整される。主制御装置20は、目標操作トルクTh* と検出操作トルクThとの偏差(Th* −Th)に応じた操作用アクチュエータ19の目標駆動電流ih* を伝達関数Gh2に基づき演算する。偏差(Th* −Th)とih* との関係である伝達関数Gh2は予め定められて主制御装置20に記憶される。例えばKbhをゲイン、Tbhを時定数、sをラプラス演算子として、PI制御がなされるようにGh2=Kbh〔1+1/(Tbh・s)〕とされ、ih* =Kbh・〔1+1/(Tbh・s)〕・(Th* −Th)により目標駆動電流ih* が求められる。ゲインKbhおよび時定数Tbhは最適な制御を行えるように調整される。その目標駆動電流ih* に対応する制御信号が主制御装置20から副制御装置21に送られる。副制御装置21は、その目標駆動電流ih* に対応する制御信号に応じて操作用アクチュエータ19を駆動する。すなわち、目標駆動電流ih* と操作用アクチュエータ19の検出電流ihとの偏差を例えばPI制御によりなくすように生成されるPWM信号によりFET31a、31b、31c、31dが開閉されることで操作用アクチュエータ19が駆動される。
【0018】
図2に示すように、主制御装置20と操舵用アクチュエータ2への作動用電力の供給経路を開閉する主スイッチ41と、副制御装置21と操作用アクチュエータ19への作動用電力の供給経路を開閉する副スイッチ42が設けられている。
【0019】
イグニッションスイッチ22がオフされることで主制御装置20に主遮断信号が送られ、あるいは主制御装置20が異常検知により自身で主遮断信号を生成した場合、その主遮断信号に応じて主制御装置20により副制御装置21に送られる副遮断信号が生成されると共に、主スイッチ41が開かれる。
【0020】
その副遮断信号に応じて、目標駆動電流ih* に対応する制御信号に基づく副制御装置21による操作用アクチュエータ19の制御が解除され、副制御装置21により操作用アクチュエータ19が作動停止状態を維持するように制御された後に、副制御装置21により副スイッチ42が開かれる。本実施形態では、副制御装置21により操作用アクチュエータ19が作動停止状態を維持するように、FET31a、31b、31c、31dを開閉するPWM信号のPWMデューティが50%とされる。
【0021】
上記第1実施形態によれば、主遮断信号に応じて主制御装置20により主スイッチ41を開く時点から、副遮断信号に応じて副制御装置21により副スイッチ42を開く時点までの制御遅れが生じても、その制御遅れの間は操作用アクチュエータ19が作動停止状態に維持されるので、操作用アクチュエータ19の想定外の動きを防止できる。
【0022】
上記第1実施形態においては、副遮断信号に応じて目標駆動電流ih* に対応する制御信号に基づく副制御装置21による操作用アクチュエータ19の制御を解除し、副制御装置21により操作用アクチュエータ19を作動停止状態を維持するように制御している。これに代わる第2実施形態として、その副遮断信号に応じて副制御装置21により副スイッチ42が開かれた後に、その主遮断信号に応じて主制御装置20により主スイッチ41が開かれるように、その主スイッチ41が開かれるタイミングを例えば主制御装置20に内蔵するタイマーにより設定してもよい。これにより、主遮断信号に応じて主制御装置20により主スイッチ41を開く前に、副遮断信号に応じて副制御装置21により副スイッチ42が開かれるので、操作用アクチュエータ19への電力供給が遮断されるまで主制御装置20は作動を継続する。すなわち、操作用アクチュエータ19への電力供給が遮断されるまで主制御装置20から副制御装置21に目標駆動電流ih* に対応する適正な制御信号を送り続けることができ、操作用アクチュエータ19の想定外の動きを防止できる。他は第1実施形態と同様とされる。
【0023】
本発明は上記実施形態に限定されない。
例えば図4に示すように、操作部材であるステアリングホイールHが車輪に機械的に連結され、且つ、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を変化させることができる変形例に係る操舵装置101に本発明を適用してもよい。その操舵装置101においては、ステアリングホイールHの操作に応じた入力シャフト102の回転は、回転伝達機構130により出力シャフト111に伝達され、出力シャフト111の回転が車輪に舵角が変化するようにステアリングギヤ(図示省略)により伝達される。そのステアリングギヤはラックピニオン式ステアリングギヤやボールスクリュー式ステアリングギヤ等の公知のものを用いることができる。入力シャフト102と出力シャフト111は互いに同軸心に隙間を介して配置され、ベアリング107、108、112、113を介してハウジング110により支持されている。その回転伝達機構130は、本変形例では遊星ギヤ機構とされ、サンギヤ131とリングギヤ132とに噛み合う遊星ギヤ133をキャリア134により保持する。サンギヤ131は、入力シャフト102の端部に同行回転するように連結されている。キャリア134は、出力シャフト111に同行回転するように連結されている。リングギヤ132は、入力シャフト102を囲むホルダー136にボルト362を介して固定されている。ホルダー136は、入力シャフト102を囲むようにハウジング110に固定された筒状部材135によりベアリング109を介して支持されている。そのホルダー136の外周にウォームホイール137が同行回転するように嵌め合わされている。ウォームホイール137に噛み合うウォーム138がハウジング110により支持されている。ウォーム138がハウジング110に取り付けられた操舵用アクチュエータ139により駆動される。そのステアリングホイールHに作用するトルクを発生する操作用アクチュエータ119が設けられている。その操舵用アクチュエータ139を、例えば車速が増大する程に操作部材の操作量に対する車輪の転舵量が小さくなるように制御する主制御装置が設けられる。また、操作用アクチュエータ119を、例えばステアリングホイールHに作用させるトルクが舵角に比例するように制御する副制御装置が設けられる。その主制御装置、操舵用アクチュエータ139、副制御装置、および操作用アクチュエータ119への電力供給の遮断時における制御系が上記各実施形態と同様に構成される。
【0024】
なお、操舵用アクチュエータ2、139および操作用アクチュエータ19、119の走行時における制御系の構成は上記実施形態に限定されるものではない。
【0025】
【発明の効果】
本発明によれば、操舵用アクチュエータと操作用アクチュエータを備える車両用操舵装置において、電力供給の遮断時に操作用アクチュエータが想定外の動きをすることがなく、ドライバーに違和感を与えるのを防止できる。
【0026】
【他の技術の開示】
上記実施形態におけるような操舵用アクチュエータ2と操作用アクチュエータ19の電流検出用センサ32、33の出力がオフセットすると、アクチュエータ2、19のスティックスリップ等の不具合を生じるおそれがある。この場合、電流検出用センサ32、33の出力オフセットを調整する回路を駆動回路20a、21aの内部に設け、出力オフセットを調整すると、アクチュエータ2、19の制御ゲインや時定数等を変更するために制御ソフトの変更も必要になるおそれがある。そこで、駆動回路20a、21aに入力される目標駆動電流の切り替えスイッチを制御装置の外部に設け、その目標駆動電流を上記実施形態のように運転条件に応じて演算した目標駆動電流i* 、ih* にする通常モードと、零にする補正モードとに切り替え可能とし、その補正モードでのセンサ32、33の出力値からオフセット量を求め、通常モードで駆動回路20a、21aに入力される目標駆動電流を運転条件に応じて演算した目標駆動電流i* 、ih* からオフセット量だけ補正した値とする。これにより、制御ソフトを変更することなく電流検出用センサ32、33の出力オフセットを調整できる。そのオフセット量が過大である場合は何らかのハード的な故障の可能性があるため、そのオフセット量が設定値以上である場合は警報を発するようにしてもよい。
【0027】
主制御装置が制御する操舵用アクチュエータにより舵角を変化させることで車体の姿勢制御を行い、副制御装置が制御する操作用アクチュエータにより操作部材に作用するトルクを変化させることでステアリング制御を行う車両において、主制御装置の異常の有無を副制御装置により監視し、副制御装置の異常の有無を主制御装置により監視してもよい。この場合、主制御装置の異常時は副制御装置により操舵用アクチュエータを制御するように制御回路を切り替え、副制御装置の異常時は主制御装置により操作用アクチュエータを制御するように制御回路を切り替えることで、主制御装置と副制御装置の中の一方が故障した場合でも他方によりバックアップできる。これにより、両制御装置の中の一方が故障した場合に姿勢制御とステアリング制御の両方を停止して警告灯等によってドライバーに警告するのに比べ、著しい機能低下を防止できる。
【0028】
主制御装置が制御する操舵用アクチュエータにより舵角を変化させることで車体の姿勢制御を行い、副制御装置が制御する操作用アクチュエータにより操作部材に作用するトルクを変化させることでステアリング制御を行う車両において、主制御装置の異常の有無を監視する手段と、副制御装置の異常の有無を監視する手段とを設け、主制御装置の異常時は車体の姿勢制御とステアリング制御の両方を停止させ、副制御装置の異常時は主制御装置が正常であれば車体の姿勢制御は停止させずにステアリング制御のみを停止させてもよい。これにより、副制御装置の異常時でも車体の姿勢制御ができ、副制御装置の異常時に主制御装置が正常でも車体の姿勢制御を停止するのに比べ、ドライバーによる車体の姿勢制御の負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における車両用操舵装置の構成説明図
【図2】本発明の実施形態における車両用操舵装置における要部の構成説明図
【図3】本発明の実施形態における車両用操舵装置の制御ブロック線図
【図4】本発明の変形例における車両用操舵装置の構成説明図
【符号の説明】
1 操作部材
2、139 操舵用アクチュエータ
3 ステアリングギヤ
4 車輪
19、119 操作用アクチュエータ
20 主制御装置
21 副制御装置
22 イグニッションスイッチ
41 主スイッチ
42 副スイッチ
H ステアリングホイール[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering actuator for generating a steering angle change, and a vehicle steering system including an operation actuator for generating a torque acting on an operation member.
[0002]
[Prior art]
There is a vehicle steering system that employs a so-called steer-by-wire system that does not mechanically connect an operating member to wheels, or a vehicle steering system that transmits rotation of a steering wheel to a steering gear via a variable transmission ratio mechanism such as a planetary gear mechanism. Is being developed. These steering devices include not only a steering actuator that causes a change in the steering angle, but also an operation actuator that gives a driver a steering feeling. Further, a sensor for detecting operating conditions such as an operation amount of an operation member, a vehicle speed, a steering angle, and the like is provided, and a control amount of the steering actuator and a control amount of the operation actuator are calculated from the detected values.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the vehicle steering system as described above, a main control device for controlling the steering actuator and a sub-control device for controlling the operation actuator are provided, and the main control device controls not only the control amount of the steering actuator but also the operation actuator. It has also been proposed to calculate an amount, send a control signal corresponding to the control amount from the main control device to the sub-control device, and control the operation actuator by the sub-control device based on the control signal. In this case, when the ignition switch is turned off to stop the vehicle, or when an abnormality in the control system is detected by the fail-safe system, the main control device, the steering actuator, the sub-control device, and the operation actuator are controlled. It is necessary to cut off the supply of operating power.
[0004]
Therefore, when the ignition switch is turned off or when an abnormality in the control system is detected, a main shutoff signal is generated, and the main switch that opens and closes the supply path of the operating power to the main control device and the steering actuator is operated in accordance with the main shutoff signal. Opened by the main control unit, and further generates a sub-cutoff signal input to the sub-control unit by the main control unit according to the main cut-off signal, and opens and closes the supply path of operating power to the sub-control unit and the operation actuator It is conceivable that the auxiliary switch to be opened is opened by the auxiliary control device in response to the auxiliary cutoff signal.
[0005]
However, there is a control delay from the time when the main switch is opened by the main control device in response to the main cutoff signal to the time when the sub switch is opened by the sub control device in response to the subcutoff signal. When the main switch is opened, the operation of the control amount of the operation actuator by the main control device is not performed, so that the control signal corresponding to the control amount of the operation actuator becomes unstable. On the other hand, the control of the operation actuator by the sub-control device is continued until the sub-switch is opened. Therefore, during the control delay, the operation actuator is controlled based on the indefinite control signal, and thus the operation actuator may move unexpectedly. Unexpected movement of the operation actuator causes sudden rotation of the operation member or the like, which gives a feeling of strangeness to the driver.
An object of the present invention is to provide a vehicle steering system that can solve the above-described problems.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a steering actuator, a mechanism for transmitting the movement of the steering actuator to wheels so that a change in steering angle occurs, an operation actuator for generating torque acting on an operation member, and controlling the steering actuator. Main control device, a sub-control device for controlling the operation actuator thereof based on a control signal sent from the main control device, a means for generating a main cutoff signal, and operation of the main control device and the steering actuator. A main switch that opens and closes a supply path of power for use, and a sub-switch that opens and closes a supply path of operation power to the operation actuator and a sub-control device for the main switch. A sub-interruption signal to be sent to the sub-controller is generated, and the main switch is opened. More sub switch is applied to a vehicle steering system is opened.
[0007]
One feature of the present invention is that, in response to the sub-cutoff signal, the control of the operation actuator by the sub-control device based on the control signal is released, and the operation actuator is maintained in the operation stop state by the sub-control device. After that, the sub-switch is opened.
Accordingly, even if a control delay occurs from the time when the main switch is opened by the main control device in response to the main cutoff signal to the time when the subswitch is opened by the subcontroller in response to the subcutoff signal, the control delay is maintained during the control delay. Since the operation actuator is maintained in the operation stop state, unexpected movement of the operation actuator can be prevented.
[0008]
Another feature of the present invention is that the main switch is opened such that the main switch is opened by the main controller in response to the main cutoff signal after the subswitch is opened by the subcontroller in response to the sub shutoff signal. The point is that the opening timing is set.
Thus, before the main switch is opened by the main control device in response to the main cutoff signal, the sub switch is opened by the subcontroller in response to the sub cutoff signal. The control continues to operate. That is, an appropriate control signal can be continuously transmitted from the main control device to the sub-control device until power supply to the operation actuator is cut off, and unexpected movement of the operation actuator can be prevented.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The vehicle steering system according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes an
[0010]
The
[0011]
The output
[0012]
An angle sensor 11 for detecting an operation angle δh as an operation amount of the
[0013]
The
[0014]
As shown in FIG. 2, the
The
The
[0015]
FIG. 3 shows an example of a control block diagram of the
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
As shown in FIG. 2, a
[0019]
When the
[0020]
The target drive current ih * After the control of the
[0021]
According to the first embodiment, the control delay from the time when the
[0022]
In the first embodiment, the target driving current ih * The control of the
[0023]
The present invention is not limited to the above embodiment.
For example, as shown in FIG. 4, according to a modification example, a steering wheel H as an operation member is mechanically connected to wheels, and a ratio between an operation amount of the operation member and a steering amount of the wheel can be changed. The present invention may be applied to the
[0024]
The configuration of the control system of the
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a vehicle steering system including a steering actuator and an operation actuator, the operation actuator does not move unexpectedly when the power supply is cut off, and it is possible to prevent a driver from feeling uncomfortable.
[0026]
[Disclosure of other technologies]
If the outputs of the
[0027]
A vehicle that controls the attitude of the vehicle body by changing a steering angle by a steering actuator controlled by a main control device, and performs a steering control by changing a torque acting on an operation member by an operation actuator controlled by a sub control device. In the above, the presence or absence of abnormality in the main control device may be monitored by the sub control device, and the presence or absence of abnormality in the sub control device may be monitored by the main control device. In this case, when the main control device is abnormal, the control circuit is switched to control the steering actuator by the sub control device, and when the sub control device is abnormal, the control circuit is switched to control the operation actuator by the main control device. Thus, even if one of the main control device and the sub-control device fails, the other can be backed up. Thus, when one of the two control devices fails, both the attitude control and the steering control are stopped and a warning light or the like is used to warn the driver.
[0028]
A vehicle that controls the attitude of the vehicle body by changing a steering angle by a steering actuator controlled by a main control device, and performs a steering control by changing a torque acting on an operation member by an operation actuator controlled by a sub control device. In, a means for monitoring the presence or absence of abnormality of the main control device, and a means for monitoring the presence or absence of abnormality of the sub-control device are provided, and when the main control device is abnormal, both the attitude control and the steering control of the vehicle body are stopped, When the auxiliary control device is abnormal, if the main control device is normal, only the steering control may be stopped without stopping the vehicle body attitude control. This makes it possible to control the attitude of the vehicle body even when the sub-control unit is abnormal, reducing the burden on the driver to control the attitude of the vehicle body compared to stopping the attitude control of the vehicle body even when the main control unit is normal when the sub-control unit is abnormal. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration explanatory view of a vehicle steering system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration explanatory view of a main part of the vehicle steering system according to the embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a control block diagram of a vehicle steering system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration explanatory view of a vehicle steering system according to a modified example of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Operation members
2,139 Steering actuator
3 Steering gear
4 wheels
19, 119 Operation actuator
20 Main controller
21 Sub-control device
22 ignition switch
41 Main switch
42 Secondary switch
H steering wheel
Claims (2)
その操舵用アクチュエータの動きを舵角変化が生じるように車輪に伝達する機構と、
操作部材に作用するトルクを発生する操作用アクチュエータと、
その操舵用アクチュエータを制御する主制御装置と、
その操作用アクチュエータを、その主制御装置から送られる制御信号に基づき制御する副制御装置と、
主遮断信号を生成する手段と、
その主制御装置と操舵用アクチュエータへの作動用電力の供給経路を開閉する主スイッチと、
その副制御装置と操作用アクチュエータへの作動用電力の供給経路を開閉する副スイッチとを備え、
その主遮断信号に応じて、その主制御装置により副制御装置に送られる副遮断信号が生成されると共に、その主スイッチが開かれ、
その副遮断信号に応じて、前記制御信号に基づく副制御装置による操作用アクチュエータの制御が解除され、その副制御装置により操作用アクチュエータが作動停止状態を維持するように制御された後に、その副スイッチが開かれる車両用操舵装置。A steering actuator,
A mechanism for transmitting the movement of the steering actuator to the wheels so that a change in the steering angle occurs,
An operation actuator for generating a torque acting on the operation member,
A main control device for controlling the steering actuator;
A sub-control device that controls the operation actuator based on a control signal sent from the main control device;
Means for generating a main shutoff signal;
A main switch that opens and closes a supply path of operating power to the main control device and the steering actuator;
Comprising a sub-control device and a sub-switch for opening and closing the supply path of the operating power to the operating actuator,
In response to the main cutoff signal, the main control unit generates a sub cutoff signal sent to the sub control unit, and the main switch is opened,
In response to the sub-cutoff signal, the control of the operation actuator by the sub-control device based on the control signal is released, and after the operation actuator is controlled by the sub-control device to maintain the operation stop state, the sub-control device is controlled by the sub-control device. A vehicle steering device with a switch opened.
その操舵用アクチュエータの動きを舵角変化が生じるように車輪に伝達する機構と、
操作部材に作用するトルクを発生する操作用アクチュエータと、
その操舵用アクチュエータを制御する主制御装置と、
その操作用アクチュエータを、その主制御装置から送られる制御信号に基づき制御する副制御装置と、
主遮断信号を生成する手段と、
その主制御装置と操舵用アクチュエータへの作動用電力の供給経路を開閉する主スイッチと、
その副制御装置と操作用アクチュエータへの作動用電力の供給経路を開閉する副スイッチとを備え、
その主遮断信号に応じて、その主制御装置により副制御装置に送られる副遮断信号が生成されると共に、その主スイッチが開かれ、
その副遮断信号に応じて副制御装置により副スイッチが開かれ、
その副遮断信号に応じて副制御装置により副スイッチが開かれた後に、その主遮断信号に応じて主制御装置により主スイッチが開かれるように、その主スイッチが開かれるタイミングが設定されている車両用操舵装置。A steering actuator,
A mechanism for transmitting the movement of the steering actuator to the wheels so that a change in the steering angle occurs,
An operation actuator for generating a torque acting on the operation member,
A main control device for controlling the steering actuator;
A sub-control device that controls the operation actuator based on a control signal sent from the main control device;
Means for generating a main shutoff signal;
A main switch that opens and closes a supply path of operating power to the main control device and the steering actuator;
Comprising a sub-control device and a sub-switch for opening and closing the supply path of the operating power to the operating actuator,
In response to the main cutoff signal, the main control unit generates a sub cutoff signal sent to the sub control unit, and the main switch is opened,
The sub switch is opened by the sub control device in response to the sub cutoff signal,
The timing at which the main switch is opened is set such that the main switch is opened by the main control device in response to the main cutoff signal after the sub switch is opened by the sub control device in response to the sub cutoff signal. Vehicle steering system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002206760A JP2004050858A (en) | 2002-07-16 | 2002-07-16 | Steering gear for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2002206760A JP2004050858A (en) | 2002-07-16 | 2002-07-16 | Steering gear for vehicle |
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