JP2004291850A - Steering device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等の車両用操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用操舵装置、特に自動車の操舵装置において、パワーステアリング装置が広く一般に普及している(特許文献1,2参照)。また、車両用操舵装置の他の例として、ハンドル軸と車輪転舵軸とが機械的に連結されず操舵制御部を介して電気的に接続されたステアバイワイヤ(Steer By Wire)方式が知られている(特許文献3参照)。これら車両用操舵装置の操舵制御部においては、操舵用のハンドル軸に与えられる操舵トルクや操舵角といった操舵入力に応じて車輪転舵軸に与えるべきアシストトルクや転舵角といった転舵出力を決定し、その転舵出力が車輪転舵軸に与えられるように転舵軸駆動モータの回転を制御する方式が採用されている。
【0003】
ところで、上記したような車両用操舵装置において、従来では、転舵軸駆動モータへのモータ駆動用電力の供給と、転舵軸駆動モータを除く車両用電装品等への電力の供給とは共通の電源から行われ、その共通の電源の電圧降下に備えて共通の予備電源(バックアップ用電源)が設けられていた。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−168597号公報
【特許文献2】
特開2001−341656号公報
【特許文献3】
特開2001−88727号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、主電源が電圧降下し、主電源から予備電源(バックアップ用電源)へ電源切換を行う際に、転舵軸駆動モータの回転を制御する制御ユニットへの電力供給が一時的にでも途絶えると、操舵制御が不安定になるおそれがある。
【0006】
本発明の課題は、操舵装置用電源に電圧降下等の異常が発生した場合でも、十分なバックアップ機能を有する一方、モータ制御用電力を常時供給できるようにして操舵制御の安定性を向上させた車両用操舵装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記の課題を解決するために、本発明の車両用操舵装置は、
操舵用のハンドル軸に与えられる操舵入力に応じて車輪転舵軸に与えるべき転舵出力を決定し、その転舵出力が得られるように転舵軸駆動モータの回転を制御して前記車輪転舵軸を移動させる操舵制御部を有する車両用操舵装置において、
前記車両には複数の電源が装備され、
それら複数の電源には、前記転舵軸駆動モータにモータ駆動用電力を供給する操舵装置用電源と、バックアップ用電源とを少なくとも含み、
前記操舵装置用電源と前記バックアップ用電源とは、前記転舵軸駆動モータを回転駆動するモータ駆動回路に対して択一的にモータ駆動用電力を供給できるように並列配置される一方、その転舵軸駆動モータの回転を制御する制御ユニットに対して常時モータ制御用電力を供給できるように並列接続されることを特徴とする。
【0008】
この車両用操舵装置によれば、通常時、転舵軸駆動モータは操舵装置用電源を専用電源としてモータ駆動用電力を供給される。したがって、操舵装置用電源の容量を転舵軸駆動モータに合わせて選定でき、モータ駆動用電力を安定して供給できる。また、制御ユニット(モータ制御回路)へは、操舵装置用電源とバックアップ用電源とから常時モータ制御用電力が供給されるので、操舵装置用電源に電圧降下等の異常が発生した場合でも、モータ制御用電力の供給停止等のトラブルを発生することなく、安定した操舵制御が保障される。モータ制御用電力は操舵制御部に対する信号処理に関するものであり、一般的にモータ駆動用電力に比較して低電力(低電圧)でよい(例えば、モータ駆動用電力のDC12Vに対してモータ制御用電力はDC5V)が、電力の供給が一時的にでも途絶えると操舵制御が不安定になるおそれがある。モータ制御用電力を操舵装置用電源とバックアップ用電源とから常時供給することにより、このような事態を防止できる。
【0009】
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る車両用操舵装置は、
操舵用のハンドル軸に与えられる操舵入力に応じて車輪転舵軸に与えるべき転舵出力を決定し、その転舵出力が得られるように転舵軸駆動モータの回転を制御して前記車輪転舵軸を移動させる操舵制御部を複数有する車両用操舵装置において、
前記車両には複数の電源が装備され、
それら複数の電源には、前記転舵軸駆動モータにモータ駆動用電力を供給する操舵装置用電源と、バックアップ用電源とを少なくとも含み、
各操舵制御部には、前記転舵軸駆動モータを回転駆動するモータ駆動回路に対して択一的にモータ駆動用電力を供給できるように前記操舵装置用電源と前記バックアップ用電源とが並列配置される一方、
各操舵制御部には、前記転舵軸駆動モータの回転を制御する制御ユニットに対して常時モータ制御用電力を供給できるように前記操舵装置用電源と前記バックアップ用電源とが並列接続されることを特徴とする。
【0010】
このように複数の操舵制御部を有する車両用操舵装置においても、上記したと同様に、操舵装置用電源とバックアップ用電源とによるモータ駆動用電力供給の際、操舵装置用電源に電圧降下等の異常が発生した場合でも、転舵軸駆動モータへの電力供給を途絶えさせることがない。したがって、ステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置においても、操舵不能状態を回避することができる。また、各操舵制御部の制御ユニット(モータ制御回路)へは、操舵装置用電源とバックアップ用電源とから常時モータ制御用電力が供給されるので、操舵装置用電源に電圧降下等の異常が発生した場合でも、モータ制御用電力の供給停止等のトラブルを発生することなく、いずれの操舵制御部においても安定した操舵制御が保障される。
【0011】
なお、操舵制御部が2基の場合、例えば次のような操舵制御システムを構築することができる。
▲1▼2基の操舵制御部で1個の転舵軸駆動モータを回転制御するケース:2基の操舵制御部のうち一方が主操舵制御部、他方がバックアップ用操舵制御部として使用される。
▲2▼2基の操舵制御部のそれぞれに転舵軸駆動モータが装備され、各々の転舵軸駆動モータを回転制御して左右の車輪を1本の車輪転舵軸で同時に操舵制御するケース:各操舵制御部は、左右の車輪を同時に同方向へ同じ転舵角で操舵制御する分担操舵制御部として使用される。
▲3▼2基の操舵制御部のそれぞれに転舵軸駆動モータが装備され、各々の転舵軸駆動モータを回転制御して左右の車輪転舵軸を独立して移動(左右の車輪の転舵角を独立して変化)させるケース:各操舵制御部は、左右の車輪を各別に操舵制御する専用操舵制御部として使用される。
【0012】
これらの操舵制御システムのうち、複数の操舵制御部のそれぞれに、車輪転舵軸を移動する転舵軸駆動モータが装備される方式(上記▲2▼▲3▼の場合)において、各操舵制御部には、各別の転舵軸駆動モータの回転を制御する制御ユニットに対して常時モータ制御用電力を供給できるように操舵装置用電源とバックアップ用電源とを並列接続することが望ましい。各モータの制御ユニットに対して常時モータ制御用電力を供給できるので、いずれのモータにおいても安定した操舵制御が保障される。
【0013】
そして、これらの車両用操舵装置において、操舵装置用電源とバックアップ用電源とを、転舵軸駆動モータを回転駆動するモータ駆動回路に対して択一的にモータ駆動用電力を供給できるように並列配置し、モータ駆動回路に接続された操舵装置用電源に異常が生じた際、モータ駆動回路の電源を操舵装置用電源からバックアップ用電源に切り換えるとよい。これによって、所定の閾値を設定しておくだけでモータ駆動回路に対するバックアップ機能を比較的簡単に付与することができる。なお、電源切換手段として電磁リレーの接点切換等を用いることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
(実施例1)
図1は、本発明が適用される車両用操舵装置の一例としてのステアバイワイヤ方式操舵装置の全体構成を模式的に示したものである(なお、本実施形態において「車両」は自動車とするが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではない)。この車両用操舵装置1は、操舵用ハンドル2に直結されたハンドル軸3と、車輪転舵軸11とが機械的に分離されたステアバイワイヤ方式に構成されている。車輪転舵軸11には、転舵軸駆動モータ(以下、単にモータともいう)6A,6B及び減速機構12A,12Bが同軸状に組み付けられている。これにより、モータ6A,6Bの回転が減速機構12A,12Bを介して車輪転舵軸11に伝達され、車輪転舵軸11が軸線方向に往復動し、車輪13,13の転舵角が変化する。
【0015】
ハンドル軸3の角度位置φは、ロータリエンコーダ等の周知の角度検出部からなるハンドル軸角度検出部14により操舵角(操舵入力)として検出される。一方、同じくロータリエンコーダ等からなるモータ角度位置検出部15A,15Bによりモータ6A,6Bの回転角度位置θA,θBが転舵角(転舵出力)として検出される。そして、操舵制御部20が、検出されたハンドル軸3の角度位置φに基づいて、モータ6A,6Bの目標回転角度位置θA’,θB’を決定し、モータ6A,6Bの回転角度位置θA,θBが目標回転角度位置θA’,θB’に近づくように、モータ6A,6Bの動作を制御する。
【0016】
図2は、車両用操舵装置1のブロック図である。車両(車両用操舵装置1)には複数の電源を有する電源部40が備えられている。この実施例では、電源部40は、モータ6A,6Bにモータ駆動用電力を常時供給する操舵装置用電源41と、モータ6A,6Bを除く車両用電装品(例えばランプ、メータ類等)に電力を常時供給する車両用電源42とを有している。この車両用操舵装置1の操舵制御部は、各々にCPU23A,23Bを搭載した複数(図では2基)の操舵制御部20A,20Bから構成されるとともに、各操舵制御部20A,20B毎にモータ6A,6Bが装備されている。各操舵制御部20A,20Bには、各別のモータ6A,6Bを回転駆動するモータ駆動回路Pに対して択一的にモータ駆動用電力を供給できるように操舵装置用電源41とバックアップ用電源としての車両用電源42とが並列配置されている。
【0017】
具体的には、操舵装置用電源41と車両用電源42とは操舵制御部20A,20Bの切換手段5(切換回路)を介してモータ駆動回路Pに択一的に接続されるとともに、モータ駆動回路Pは電源フィルタ22A,22Bを経てモータ6A,6Bのドライバ18A,18Bに接続されている。切換手段5は、モータ駆動回路Pに常時接続された操舵装置用電源41が所定値(閾値)以下に電圧降下したとき、操舵装置用電源41をモータ駆動回路Pと切断し、車両用電源42が地絡していないことを確認した後に、モータ駆動回路Pの電源を操舵装置用電源41から車両用電源42に切り換えるものである。
【0018】
同様に、操舵装置用電源41と車両用電源42とは車両用供給部30の切換手段5’を介して車両駆動回路P’に択一的に接続されるとともに、車両駆動回路P’は電源フィルタ32を経てランプ、メータ類等の車両用電装品(図示せず)に接続されている。切換手段5’は、車両駆動回路P’に常時接続された車両用電源42が所定値(閾値)以下に電圧降下したとき、車両用電源42を、車両駆動回路P’と切断し、操舵装置用電源41が地絡していないことを確認した後に、車両駆動回路P’の電源を車両用電源42から操舵装置用電源41に切り換えるものである。
【0019】
第一操舵制御部20A及び第二操舵制御部20Bには、それぞれ同様の構造が備えられている。そこで、両者を代表して第一操舵制御部20Aについて説明し、第二操舵制御部20Bの説明を省略する。第一操舵制御部20Aは、CPU23A、RAM24A、ROM25A、入出力インターフェース26A等を有し、これらをバス27Aにより送受信可能に接続した制御ユニット200Aを備えている。また、操舵装置用電源41と車両用電源42とは各々常閉スイッチ29A,29A及び逆流防止用ダイオード21A,21Aを介して点Aで接続されて電圧調整手段28に入力される。その後、電圧調整手段28によって電圧コントロール(例えば、DC+12V→DC+5Vに変換)された電圧がモータ制御回路Cを通り、制御ユニット200Aに入力される。そして、操舵装置用電源41と車両用電源42とは、モータ6Aの回転を制御する制御ユニット200A(モータ制御回路C)に対して常時モータ制御用電力を供給できるように並列接続されている。
【0020】
なお、入出力インターフェース26Aには、ハンドル軸角度検出部14の角度位置φ、モータ角度位置検出部15Aの回転角度位置θA、切換手段5(モータ駆動回路P)の電圧値V(後述)等が入力される。一方、入出力インターフェース26Aからは、ドライバ18Aに対するモータ6Aの回転制御指令、切換手段5に対する切換制御指令(後述)等が出力される。
【0021】
図3により、切換手段5によるモータ駆動回路Pに接続する電源回路の切換方法について詳述する。モータ駆動回路Pに接続された操舵装置用電源41が所定値(閾値;図3(c)参照)以下に電圧降下したとき、切換手段5は、操舵装置用電源41をモータ駆動回路Pと切断し、その所定時間(遅延時間;図3(c)参照)経過後に、モータ駆動回路Pの電源を操舵装置用電源41から車両用電源42に切り換える。
【0022】
具体的には、切換手段5(切換回路)は、モータ駆動回路Pの電圧を監視する電圧モニタ5aと、電磁リレー5b(R;リレー)とリレードライバ5xとの直列回路及びタイマリレー5c(TLR;限時リレー;オンディレイタイマ)とタイマリレードライバ5yとの直列回路とを有している。電磁リレー5b(R)及びタイマリレー5c(TLR)には、モータ制御回路Cの電圧調整前の電位(例えばDC+12V)が上記した接続点A(図2参照)より与えられている。電磁リレー5b(R)に連動する常閉接点5d(R−b)が操舵装置用電源41に接続された回路に設けられる。一方、タイマリレー5c(TLR)に連動する常開接点5e(TLR−a)が車両用電源42に接続された回路に設けられる。これによって、モータ駆動回路Pに接続された操舵装置用電源41が所定値以下に電圧降下したとき、電磁リレー5b(R)の常閉接点5d(R−b)が開状態に切り換えられて、操舵装置用電源41はモータ駆動回路Pと切断される。その所定時間(タイマリレー5cで設定された遅延時間)経過後に、タイマリレー5c(TLR)の常開接点5e(TLR−a)が閉状態に切り換えられて、モータ駆動回路Pの電源が操舵装置用電源41から車両用電源42に切り換えられる。
【0023】
なお、図2に示す車両用供給部30の切換手段5’では、図3(a)の常閉接点5d(R−b)と常開接点5e(TLR−a)との接続位置を入れ換えて使用される。
【0024】
次に、図4のフローチャートに沿って、CPU23Aが主体となって実施される電源切換プログラムの内容を説明する。電圧モニタ5a(図3(a)参照)により、モータ駆動回路P(操舵装置用電源41)の電圧値を監視し(S1)、電圧が設定された閾値以下に低下していないかをチェックする(S2)。電圧が閾値以下に低下している場合には(S2でYES)、リレードライバ5xとタイマリレードライバ5yとを介して電磁リレー5b(R)とタイマリレー5c(TLR)とが作動される(S3)。電磁リレー5b(R)の励磁により、常閉接点5d(R−b)が開き、操舵装置用電源41がモータ駆動回路Pから切断される(S4;図3(b)(c)参照)。遅延時間経過後にタイマリレー5c(TLR)の励磁により、常開接点5e(TLR−a)が閉じられて、車両用電源42がモータ駆動回路Pに接続される(S5;図3(b)(c)参照)。
【0025】
再び、電圧モニタ5a(図3(a)参照)により、モータ駆動回路P(車両用電源42)の電圧値を監視し(S6)、電圧が設定された閾値以下に低下していないかをチェックする(S7)。電圧が閾値以下に低下している場合には(S7でYES)、操舵装置用電源41・車両用電源42ともにモータ6を回転駆動させる充分な駆動用電力をモータ駆動回路Pに供給できない旨を警報出力するとともに、リレードライバ5xとタイマリレードライバ5yとを介して電磁リレー5b(R)とタイマリレー5c(TLR)とを非作動とする(S8)。これによって、瞬時に常閉接点5d(R−b)が閉じ、常開接点5e(TLR−a)が開くので、再び操舵装置用電源41がモータ駆動回路Pに接続される(図3(a)参照)。操舵装置用電源41は電圧モニタ5aにより電圧低下していることを検知されているが、その電圧の余力で操舵が行なわれ操舵不能になるのを回避する。
【0026】
このように、操舵装置用電源41の電圧降下時に車両用電源42がバックアップ用電源として機能するので、本実施例のようなステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置1においても、操舵不能状態を回避することができる。また、本実施例では、モータ駆動回路Pに接続された操舵装置用電源41が所定値(閾値)以下に電圧降下したときモータ駆動回路Pと切断され、その所定時間(遅延時間)経過後に、モータ駆動回路Pの電源を操舵装置用電源41から車両用電源42に切り換える。これによって、操舵装置用電源41の電圧降下の際に、バックアップ用電源としての車両用電源42が地絡していた場合でも、切り換えまでにタイムラグを設けてあるので、電源ショートにより両電源41,42ともに電圧低下を起こすことが避けられる。なお、切換回路5において、電磁リレー5bとタイマリレー5cとを用いる代わりに2つの電磁リレーを用い、第一電磁リレーの切り換え後所定時間(予め設定され、CPU23からのクロック信号に基づく遅延時間)経過後に、第二電磁リレーを切り換えてもよい。
【0027】
さらに、操舵装置用電源41と車両用電源42とは、モータ6A,6Bの回転を制御する制御ユニット200A,200Bに対して常時モータ制御用電力を供給するように並列接続されているので、モータ制御用電力を常時供給でき、操舵制御が不安定となったり、地絡を確認できなくなるといった事態を防止できる。
【0028】
(実施例2)
図5(a)は切換手段の回路構成の他の実施例を示し、図3(a)(実施例1)に代えて用いることができる。また、図5(a)の切換手段を用いた場合のタイミングチャート及びモータ駆動回路の電圧変化を表わすグラフを図5(b)・(c)にそれぞれ示す。
【0029】
図5(a)の切換手段50によるモータ駆動回路Pに接続する電源回路の切換方法について説明する。モータ駆動回路Pに接続された操舵装置用電源41が所定値(閾値;図5(c)参照)以下に電圧降下したとき、切換手段50は、操舵装置用電源41をモータ駆動回路Pと切断し、直ちに(遅延時間なし;図5(c)参照)、モータ駆動回路Pの電源を操舵装置用電源41から車両用電源42に切り換える。
【0030】
具体的には、切換手段50(切換回路)は、モータ駆動回路Pの電圧を監視する電圧モニタ5aと、電磁リレー50b(R;リレー)とリレードライバ50xとの直列回路とを有している。電磁リレー50b(R)には、実施例1(図3(a))におけると同様に、モータ制御回路Cの電圧調整前の電位(例えばDC+12V)が上記した接続点A(図2参照)より与えられている。電磁リレー50b(R)に連動する常閉接点50d(R−b)が操舵装置用電源41に接続された回路に設けられ、同じく電磁リレー50b(R)に連動する常開接点50e(R−a)が車両用電源42に接続された回路に設けられる。これによって、モータ駆動回路Pに接続された操舵装置用電源41が所定値以下に電圧降下したとき、電磁リレー50b(R)の常閉接点50d(R−b)が開状態に切り換えられて、操舵装置用電源41はモータ駆動回路Pと切断される。それと同時に、電磁リレー50b(R)の常開接点50e(R−a)が閉状態に切り換えられて、モータ駆動回路Pの電源が操舵装置用電源41から車両用電源42に切り換えられる。
【0031】
なお、モータ駆動回路Pと並列に配置され、操舵装置用電源41及び車両用電源42に接続される回路には、それぞれ逆流防止用のダイオード51b,51aが介装されている。これらのダイオード51b,51aによって、モータ駆動回路Pに接続される電源が操舵装置用電源41と車両用電源42との間で切り換えられる際に、電流が逆流して地絡し、電源ショートにより両電源ともに電圧低下を起こす事態の発生を防止している。
【0032】
なお、図5(a)の切換手段50を用いた場合、図4(実施例1)のフローチャートは図6に変更して実行される。すなわち、図4のS3に代わるS30において、電磁リレー50bが作動され、図4のS5に代わるS50において、操舵装置用電源41の切断と同時に車両用電源42への切換が行なわれる。また、図4のS8に代わるS80において、警報出力とともに、リレードライバ50xを介して電磁リレー50b(R)を非作動とする。これによって、瞬時に常閉接点50d(R−b)が閉じ、常開接点50e(R−a)が開くので、再び操舵装置用電源41がモータ駆動回路Pに接続される(図5(a)参照)。
【0033】
以上の説明は、ステアバイワイヤ方式操舵装置についてのみ行なったが、パワーステアリング装置にも適用できる。なお、これらの車両用操舵装置には、電動式、電動油圧式、速度感応型・回転数感応型等の転舵出力可変式等、種々のタイプが含まれる。なお、電源部40に設ける電源は複数であればよく、操舵制御部及びモータの数は、1又は複数のいずれでもよい。また、これらの数は適宜組合せることができる。例えば、2基の操舵制御部と1個のモータ、1基の操舵制御部と2個のモータ等の組合せを選択できる。さらに、図1に示す2個のモータで▲1▼左右の車輪13,13を同時に同方向へ同じ転舵角で転舵する方式、▲2▼左右の車輪13,13を各別に転舵する方式(車輪転舵軸11がモータ6A,6B間で連結されていない構成)、等を選択できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される車両用操舵装置の一例としてのステアバイワイヤ方式操舵装置の全体構成を示す模式図。
【図2】図1の車両用操舵装置のブロック図。
【図3】切換手段の回路構成図、そのタイミングチャート及びモータ駆動回路の電圧変化を表わすグラフ。
【図4】電源切換プログラムの内容を示すフローチャート。
【図5】他の実施例を示す切換手段の回路構成図、そのタイミングチャート及びモータ駆動回路の電圧変化を表わすグラフ。
【図6】図5に対応する電源切換プログラムの内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
1 車両用操舵装置(ステアバイワイヤ方式操舵装置)
3 ハンドル軸
5 切換手段(切換回路)
6 モータ(転舵軸駆動モータ)
11 車輪転舵軸
20 操舵制御部
20A 第一操舵制御部(操舵制御部)
20B 第二操舵制御部(操舵制御部)
200 制御ユニット
200A 第一制御ユニット(制御ユニット)
200B 第二制御ユニット(制御ユニット)
40 電源部
41 操舵装置用電源
42 車両用電源(バックアップ用電源)
C モータ制御回路
P モータ駆動回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering device for a vehicle such as an automobile.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Power steering devices are widely and widely used in vehicle steering devices, particularly in automobile steering devices (see
[0003]
By the way, in the vehicle steering apparatus as described above, conventionally, the supply of the motor drive power to the steered shaft drive motor and the supply of the electric power to the vehicle electrical components except the steered shaft drive motor are common. And a common standby power supply (backup power supply) is provided in preparation for a voltage drop of the common power supply.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-168597 [Patent Document 2]
JP 2001-341656 A [Patent Document 3]
JP 2001-88727 A
[Problems to be solved by the invention]
However, when the voltage of the main power supply drops and the power supply is switched from the main power supply to the backup power supply (backup power supply), even if the power supply to the control unit that controls the rotation of the steering shaft drive motor is temporarily interrupted. The steering control may be unstable.
[0006]
An object of the present invention is to improve the stability of steering control by having a sufficient backup function and constantly supplying motor control power even when an abnormality such as a voltage drop occurs in a power supply for a steering device. An object of the present invention is to provide a vehicle steering system.
[0007]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
In order to solve the above problems, a vehicle steering device according to the present invention includes:
A turning output to be given to the wheel turning shaft is determined in accordance with a steering input given to a steering handle shaft, and the rotation of the turning shaft drive motor is controlled so as to obtain the turning output by the wheel turning. In a vehicle steering device having a steering control unit that moves a rudder axis,
The vehicle is equipped with a plurality of power supplies,
The plurality of power sources include at least a steering device power source that supplies motor driving power to the steering shaft drive motor, and a backup power source,
The steering device power supply and the backup power supply are arranged in parallel so as to be able to selectively supply motor driving power to a motor drive circuit that rotationally drives the steering shaft drive motor. It is characterized by being connected in parallel so that motor control power can be constantly supplied to a control unit that controls the rotation of the rudder shaft drive motor.
[0008]
According to the vehicle steering system, the steering shaft drive motor is supplied with the motor drive power by using the power supply for the steering system as a dedicated power supply at normal times. Therefore, the capacity of the power supply for the steering device can be selected according to the steering shaft drive motor, and the motor drive power can be supplied stably. In addition, since the control unit (motor control circuit) is always supplied with motor control power from the steering device power supply and the backup power supply, even when an abnormality such as a voltage drop occurs in the steering device power supply, the motor is controlled. Stable steering control is ensured without causing troubles such as stoppage of supply of control power. The motor control power is related to signal processing for the steering control unit, and may generally be lower power (lower voltage) than the motor drive power (for example, the motor control power may be reduced to 12 V DC for the motor control power). Although the power is 5 V DC, the steering control may become unstable if the power supply is interrupted even temporarily. Such a situation can be prevented by constantly supplying the motor control power from the steering device power supply and the backup power supply.
[0009]
Further, in order to solve the above-described problems, a vehicle steering device according to the present invention includes:
A turning output to be given to the wheel turning shaft is determined in accordance with a steering input given to a steering handle shaft, and the rotation of the turning shaft drive motor is controlled so as to obtain the turning output by the wheel turning. In a vehicle steering device having a plurality of steering control units that move a rudder axis,
The vehicle is equipped with a plurality of power supplies,
The plurality of power sources include at least a steering device power source that supplies motor driving power to the steering shaft drive motor, and a backup power source,
In each of the steering control units, the power supply for the steering device and the power supply for the backup are arranged in parallel so that electric power for motor driving can be selectively supplied to a motor driving circuit that rotationally drives the steering shaft driving motor. While
In each of the steering control units, the power supply for the steering device and the power supply for the backup are connected in parallel so that power for motor control can always be supplied to a control unit that controls rotation of the steering shaft drive motor. It is characterized by.
[0010]
As described above, even in the vehicle steering system having a plurality of steering control units, when the motor drive power is supplied by the steering system power supply and the backup power supply, the voltage of the steering system power supply may be reduced. Even when an abnormality occurs, power supply to the turning shaft drive motor is not interrupted. Therefore, even in the steer-by-wire type vehicle steering system, it is possible to avoid a state in which steering cannot be performed. In addition, since power for motor control is constantly supplied to the control unit (motor control circuit) of each steering control unit from the power source for the steering device and the power source for backup, an abnormality such as a voltage drop occurs in the power source for the steering device. Even in this case, stable steering control can be ensured in any of the steering control units without causing a trouble such as a stoppage of supply of electric power for motor control.
[0011]
In addition, when there are two steering control units, for example, the following steering control system can be constructed.
{Circle around (1)} A case in which one steering shaft drive motor is rotationally controlled by two steering control units: one of the two steering control units is used as a main steering control unit, and the other is used as a backup steering control unit. .
(2) A case in which each of the two steering control units is provided with a steering shaft drive motor, and controls the rotation of each of the steering shaft drive motors to simultaneously control the left and right wheels with one wheel steering shaft. : Each steering control unit is used as a shared steering control unit that controls the left and right wheels simultaneously in the same direction at the same turning angle.
(3) Each of the two steering control units is provided with a steering shaft drive motor, and controls the rotation of each steering shaft drive motor to move the left and right wheel steering shafts independently (the rotation of the left and right wheels). Case in which the steering angle is independently changed): Each steering control unit is used as a dedicated steering control unit that controls the left and right wheels individually.
[0012]
In these steering control systems, each of the plurality of steering control units is provided with a steering shaft drive motor for moving a wheel steering shaft (in the case of (2) and (3) above), each steering control is performed. It is desirable that the power supply for the steering device and the backup power supply be connected in parallel to the unit so that the control unit that controls the rotation of each of the turning shaft drive motors can always supply the power for motor control. Since the motor control power can be constantly supplied to the control unit of each motor, stable steering control is ensured for any motor.
[0013]
In these vehicle steering devices, a power source for the steering device and a power source for the backup are connected in parallel so that power for motor drive can be selectively supplied to a motor drive circuit that rotationally drives the steering shaft drive motor. The power supply for the motor drive circuit may be switched from the power supply for the steering device to the backup power supply when an abnormality occurs in the power supply for the steering device connected to the motor drive circuit. As a result, a backup function for the motor drive circuit can be provided relatively simply by setting a predetermined threshold value. In addition, contact switching of an electromagnetic relay or the like can be used as the power supply switching means.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Example 1)
FIG. 1 schematically shows an entire configuration of a steer-by-wire type steering device as an example of a vehicle steering device to which the present invention is applied (in the present embodiment, “vehicle” is an automobile. However, the application object of the present invention is not limited to this. This
[0015]
The angle position φ of the
[0016]
FIG. 2 is a block diagram of the
[0017]
Specifically, the
[0018]
Similarly, the
[0019]
The first
[0020]
The input /
[0021]
The method of switching the power supply circuit connected to the motor drive circuit P by the switching means 5 will be described in detail with reference to FIG. When the voltage of the steering
[0022]
Specifically, the switching means 5 (switching circuit) includes a
[0023]
In the switching means 5 'of the
[0024]
Next, the contents of the power supply switching program executed mainly by the
[0025]
Again, the voltage value of the motor drive circuit P (vehicle power supply 42) is monitored by the
[0026]
As described above, the
[0027]
Further, since the
[0028]
(Example 2)
FIG. 5A shows another embodiment of the circuit configuration of the switching means, which can be used in place of FIG. 3A (first embodiment). FIGS. 5B and 5C show a timing chart and a graph showing a voltage change of the motor drive circuit when the switching means of FIG. 5A is used, respectively.
[0029]
A method of switching the power supply circuit connected to the motor drive circuit P by the switching means 50 of FIG. 5A will be described. When the voltage of the steering
[0030]
Specifically, the switching means 50 (switching circuit) has a
[0031]
The circuits connected in parallel with the motor drive circuit P and connected to the
[0032]
When the switching means 50 of FIG. 5A is used, the flowchart of FIG. 4 (Embodiment 1) is changed to that of FIG. 6 and executed. That is, in S30 instead of S3 in FIG. 4, the
[0033]
The above description has been made only for the steer-by-wire type steering device, but can also be applied to a power steering device. These vehicle steering devices include various types such as an electric type, an electro-hydraulic type, a variable steering output type such as a speed-sensitive type and a rotational speed-sensitive type. The
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a steer-by-wire type steering device as an example of a vehicle steering device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram of the vehicle steering system shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a switching unit, a timing chart thereof, and a graph showing a voltage change of a motor drive circuit.
FIG. 4 is a flowchart showing the contents of a power supply switching program.
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a switching unit showing another embodiment, a timing chart thereof, and a graph showing a voltage change of a motor drive circuit.
FIG. 6 is a flowchart showing the contents of a power supply switching program corresponding to FIG. 5;
[Explanation of symbols]
1 Vehicle steering system (steer-by-wire steering system)
3 Handle
6. Motor (steering shaft drive motor)
11 wheel steering shaft 20
20B Second steering control unit (steering control unit)
200
200B second control unit (control unit)
40
C Motor control circuit P Motor drive circuit
Claims (4)
前記車両には複数の電源が装備され、
それら複数の電源には、前記転舵軸駆動モータにモータ駆動用電力を供給する操舵装置用電源と、バックアップ用電源とを少なくとも含み、
前記操舵装置用電源と前記バックアップ用電源とは、前記転舵軸駆動モータを回転駆動するモータ駆動回路に対して択一的にモータ駆動用電力を供給できるように並列配置される一方、その転舵軸駆動モータの回転を制御する制御ユニットに対して常時モータ制御用電力を供給できるように並列接続されることを特徴とする車両用操舵装置。A turning output to be given to the wheel turning shaft is determined in accordance with a steering input given to a steering handle shaft, and the rotation of the turning shaft drive motor is controlled so as to obtain the turning output by the wheel turning. In a vehicle steering device having a steering control unit that moves a rudder axis,
The vehicle is equipped with a plurality of power supplies,
The plurality of power sources include at least a steering device power source that supplies motor driving power to the steering shaft drive motor, and a backup power source,
The steering device power supply and the backup power supply are arranged in parallel so as to be able to selectively supply motor driving power to a motor drive circuit that rotationally drives the steering shaft drive motor. A vehicle steering device, which is connected in parallel so that a control unit that controls rotation of a rudder shaft drive motor can always supply motor control power.
前記車両には複数の電源が装備され、
それら複数の電源には、前記転舵軸駆動モータにモータ駆動用電力を供給する操舵装置用電源と、バックアップ用電源とを少なくとも含み、
各操舵制御部には、前記転舵軸駆動モータを回転駆動するモータ駆動回路に対して択一的にモータ駆動用電力を供給できるように前記操舵装置用電源と前記バックアップ用電源とが並列配置される一方、
各操舵制御部には、前記転舵軸駆動モータの回転を制御する制御ユニットに対して常時モータ制御用電力を供給できるように前記操舵装置用電源と前記バックアップ用電源とが並列接続されることを特徴とする車両用操舵装置。A turning output to be given to the wheel turning shaft is determined in accordance with a steering input given to a steering handle shaft, and the rotation of the turning shaft drive motor is controlled so as to obtain the turning output by the wheel turning. In a vehicle steering device having a plurality of steering control units that move a rudder axis,
The vehicle is equipped with a plurality of power supplies,
The plurality of power sources include at least a steering device power source that supplies motor driving power to the steering shaft drive motor, and a backup power source,
In each of the steering control units, the power supply for the steering device and the power supply for the backup are arranged in parallel so that electric power for motor driving can be selectively supplied to a motor driving circuit that rotationally drives the steering shaft driving motor. While
In each of the steering control units, the power supply for the steering device and the power supply for the backup are connected in parallel so that power for motor control can always be supplied to a control unit that controls rotation of the steering shaft drive motor. A vehicle steering system characterized by the above-mentioned.
各操舵制御部には、前記各別の転舵軸駆動モータの回転を制御する制御ユニットに対して常時モータ制御用電力を供給できるように前記操舵装置用電源と前記バックアップ用電源とが並列接続される請求項2に記載の車両用操舵装置。Each of the plurality of steering control units is equipped with the turning shaft drive motor that moves the wheel turning shaft,
Each of the steering control units is connected in parallel with the power supply for the steering device and the power supply for the backup so that the control unit for controlling the rotation of the respective steering shaft drive motors can always supply the power for motor control. The vehicle steering device according to claim 2, wherein
前記モータ駆動回路に接続された前記操舵装置用電源に異常が生じた際、当該モータ駆動回路の電源が前記操舵装置用電源から前記バックアップ用電源に切り換えられる請求項1ないし3のいずれか1項に記載の車両用操舵装置。The power supply for the steering device and the power supply for the backup are arranged in parallel so as to be able to selectively supply power for motor drive to a motor drive circuit that rotationally drives the steering shaft drive motor,
The power supply for the motor drive circuit is switched from the power supply for the steering device to the backup power supply when an abnormality occurs in the power supply for the steering device connected to the motor drive circuit. The vehicle steering system according to claim 1.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006151243A (en) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Kayaba Ind Co Ltd | Vehicle dispersion type emergency control device |
JP2015189442A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | トヨタ自動車株式会社 | power steering system |
JP2015205606A (en) * | 2014-04-21 | 2015-11-19 | トヨタ自動車株式会社 | power steering system |
US20180304916A1 (en) * | 2015-10-27 | 2018-10-25 | Kyb Corporation | Sensor device and electric power steering device |
-
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- 2003-03-27 JP JP2003088169A patent/JP2004291850A/en active Pending
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