JP2019172080A - Electric power steering device and management system for electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動パワーステアリング装置、及び電動パワーステアリング装置の管理システムに関する。 The present invention relates to an electric power steering device and a management system for the electric power steering device.
車両用のステアリング装置として、特許文献1には、操舵補助トルクを発生する電動モータを備える電動パワーステアリング装置が開示されている。この電動パワーステアリング装置は、トーションバーに加えられるトルクを検出するトルクセンサと、電動モータの回転角を検出する回転角センサと、を備えており、電動モータは、トルクセンサ及び回転角センサにより検出されるトルク及び回転角に応じて制御される。電動モータが発生するトルクは、ウォームギア及びウォームホイールを介してピニオン軸に伝達され、更に、ピニオン軸のピニオン及びラックシャフトのラックを介してラックシャフトに伝達される。これにより、ラックシャフトがその軸方向に移動し、ドライバの操舵に応じた適切な操舵補助が実現される。
As a vehicle steering device,
電動パワーステアリング装置において、ウォームギア、ウォームホイール、ピニオン、ラック等のトルクを伝達する伝達部は、トルクの伝達により摩耗等の劣化を引き起こす。伝達部の劣化に伴って伝達部の粘性抵抗や等価抵抗等の機械的特性が変化するので、初期の操舵フィーリングを維持するためには、伝達部の劣化度に応じて、電動モータを制御するための制御パラメータを変化させる必要がある。 In an electric power steering apparatus, a transmission unit that transmits torque such as a worm gear, a worm wheel, a pinion, and a rack causes wear and the like to deteriorate due to the transmission of torque. The mechanical characteristics such as viscous resistance and equivalent resistance of the transmission unit change with the deterioration of the transmission unit. To maintain the initial steering feeling, the electric motor is controlled according to the degree of deterioration of the transmission unit. It is necessary to change the control parameters for
また、伝達部は、著しく劣化した場合には破損するおそれがある。そのため、伝達部の劣化度に基づいて、電動パワーステアリング装置の交換時期を管理することが望ましい。 Further, the transmission part may be damaged when it is significantly deteriorated. Therefore, it is desirable to manage the replacement time of the electric power steering device based on the degree of deterioration of the transmission unit.
このような理由から、電動パワーステアリング装置において、伝達部の劣化度を把握することが要求されている。 For these reasons, it is required to grasp the degree of deterioration of the transmission unit in the electric power steering apparatus.
伝達部の劣化度は、伝達部に作用するトルク、伝達部の変位速度、及び伝達部の変位量等の伝達部の状態量から算出されることがわかっている。そのため、伝達部の劣化度を把握する方法として、これらの状態量を検出するセンサを電動パワーステアリング装置に設けることが考えられる。 It is known that the degree of deterioration of the transmission unit is calculated from the amount of state of the transmission unit such as the torque acting on the transmission unit, the displacement speed of the transmission unit, and the amount of displacement of the transmission unit. For this reason, as a method of grasping the degree of deterioration of the transmission unit, it is conceivable to provide a sensor for detecting these state quantities in the electric power steering apparatus.
しかしながら、特許文献1に開示される電動パワーステアリング装置にこれらの状態量を検出するセンサを設けた場合には、電動モータの制御のためのトルクセンサ及び回転角センサとは別のセンサを電動パワーステアリング装置に設けることになる。そのため、センサの個数が増え、電動パワーステアリング装置のコストが増加する。
However, when the electric power steering apparatus disclosed in
本発明は、電動パワーステアリング装置における伝達部の劣化度を、安価な構成で把握することを目的とする。 An object of this invention is to grasp | ascertain the deterioration degree of the transmission part in an electric power steering apparatus with an inexpensive structure.
第1の発明は、ステアリングシャフトと、トーションバーと、トルク検出部と、電動モータと、回転角検出部と、電動モータを制御する制御部と、ステアリングシャフトに作用するトルク及び電動モータのトルクをラックシャフトに伝達する伝達部と、トルク検出部により検出される操舵トルク、及び回転角検出部により検出されるモータ回転角に基づいて、伝達部の状態量を推定する推定部と、推定部により推定された状態量に基づいて、伝達部の劣化度を算出する劣化度算出部と、を備える。 The first invention provides a steering shaft, a torsion bar, a torque detection unit, an electric motor, a rotation angle detection unit, a control unit for controlling the electric motor, a torque acting on the steering shaft, and a torque of the electric motor. A transmission unit that transmits to the rack shaft, an estimation unit that estimates a state quantity of the transmission unit based on a steering torque detected by the torque detection unit, and a motor rotation angle detected by the rotation angle detection unit; and an estimation unit A deterioration degree calculation unit that calculates a deterioration degree of the transmission unit based on the estimated state quantity.
第1の発明では、制御部による電動モータの制御のために検出される操舵トルク及びモータ回転角に基づいて、伝達部の状態量が推定される。そのため、電動モータの制御のための検出部と、伝達部の劣化度の算出のための検出部と、を共通化することができる。したがって、電動パワーステアリング装置の検出部の増加を防ぐことができる。 In the first invention, the state quantity of the transmission unit is estimated based on the steering torque and the motor rotation angle detected for the control of the electric motor by the control unit. Therefore, the detection unit for controlling the electric motor and the detection unit for calculating the deterioration degree of the transmission unit can be shared. Therefore, an increase in the detection unit of the electric power steering device can be prevented.
第2の発明は、舵角検出部を更に備え、推定部は、トルク検出部により検出される操舵トルク、回転角検出部により検出されるモータ回転角、及び前記舵角検出部により検出される舵角に基づいて伝達部の状態量を推定する。 The second aspect of the present invention further includes a steering angle detection unit, and the estimation unit is detected by the steering torque detected by the torque detection unit, the motor rotation angle detected by the rotation angle detection unit, and the steering angle detection unit. The state quantity of the transmission unit is estimated based on the steering angle.
第2の発明では、3つの検出量が推定部で用いられるため、2つの検出量のみが推定部で用いられる場合と比較して、状態量の推定に用いられるモデルを詳細に構築することができる。したがって、伝達部の状態量をより正確に推定することができ、伝達部の劣化度をより正確に把握することができる。 In the second invention, since three detection amounts are used in the estimation unit, it is possible to construct a model used for estimating the state amount in detail, compared with the case where only two detection amounts are used in the estimation unit. it can. Therefore, the state quantity of the transmission unit can be estimated more accurately, and the deterioration degree of the transmission unit can be grasped more accurately.
第3の発明は、推定部が、伝達部におけるトルクを状態量として推定し、劣化度算出部は、推定されたトルクに基づいて荷重の最大値を算出し、伝達部の劣化度を算出する。 In the third invention, the estimation unit estimates the torque in the transmission unit as a state quantity, and the deterioration degree calculation unit calculates the maximum value of the load based on the estimated torque, and calculates the deterioration degree of the transmission unit. .
第3の発明では、一時的な過大な荷重を受けることで生じる過大荷重劣化度を把握することができる。 In the third aspect of the invention, it is possible to grasp the degree of overload deterioration caused by receiving a temporary excessive load.
第4の発明は、推定部が、伝達部の変位速度及び変位量を状態量として更に推定し、劣化度算出部は、繰返し回数と許容繰返し回数とを算出し、算出した繰返し回数及び許容繰返し回数に基づいて伝達部の劣化度を算出する。 In the fourth aspect of the invention, the estimation unit further estimates the displacement speed and displacement amount of the transmission unit as state quantities, and the deterioration degree calculation unit calculates the number of repetitions and the allowable number of repetitions. Based on the number of times, the deterioration degree of the transmission unit is calculated.
第4の発明では、荷重を繰返し受けることで生じる繰返し荷重劣化度を把握することができる。 In the fourth invention, it is possible to grasp the degree of repeated load deterioration caused by repeatedly receiving a load.
第5の発明は、制御部が、劣化度算出部により算出された劣化度に基づいて、電動モータを制御するための制御パラメータを変化させる。 In the fifth invention, the control unit changes a control parameter for controlling the electric motor based on the deterioration degree calculated by the deterioration degree calculation unit.
第5の発明では、電動モータは、劣化度の変化に伴う伝達部の負荷の変化を見込んでトルクを発生するように制御される。したがって、操舵フィーリングを維持することができる。 In the fifth aspect of the invention, the electric motor is controlled so as to generate torque in anticipation of a change in the load of the transmission unit accompanying a change in the degree of deterioration. Therefore, the steering feeling can be maintained.
第6の発明は、算出された劣化度に基づいて、電動パワーステアリング装置の交換の要否を判定する判定部と、判定部が、電動パワーステアリング装置の交換が必要であると判定した場合に、電動パワーステアリング装置の交換時期が来たことを報知する報知部と、を備える。 In a sixth aspect of the present invention, when the determination unit that determines whether or not the electric power steering device needs to be replaced and the determination unit determine that the electric power steering device needs to be replaced based on the calculated degree of deterioration. And an informing unit for informing that it is time to replace the electric power steering device.
第6の発明では、電動パワーステアリング装置の交換の要否が、算出された劣化度に基づいて、判定される。したがって、電動パワーステアリング装置の交換時期をより適切に管理することができる。 In the sixth aspect of the invention, whether or not the electric power steering device needs to be replaced is determined based on the calculated degree of deterioration. Therefore, it is possible to more appropriately manage the replacement time of the electric power steering device.
本発明によれば、電動パワーステアリング装置における伝達部の劣化度を、安価な構成で把握することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the deterioration degree of the transmission part in an electric power steering apparatus can be grasped | ascertained with an inexpensive structure.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<第1実施形態>
まず、図1から図6を参照して、本発明の第1実施形態に係る電動パワーステアリング装置100、及び電動パワーステアリング装置100の管理システム1000について説明する。電動パワーステアリング装置100は、車両に搭載され、ドライバによるステアリングホイール10の操作(以下、「ステアリング操作」と称する)を補助する。管理システム1000は、電動パワーステアリング装置100の交換時期を管理する。
<First Embodiment>
First, the electric
図1に示すように、電動パワーステアリング装置100は、ステアリングホイール10に連結されるステアリングシャフト20と、ステアリングシャフト20の回転に伴って車輪1を転舵するラックシャフト30と、を備えている。ラックシャフト30は、ナックルアーム31を介して車輪1に連結されており、車輪1は、ラックシャフト30の変位によって転舵される。
As shown in FIG. 1, the electric
ステアリングシャフト20は、運転者によるステアリング操作に伴って回転する入力シャフト21と、ラックシャフト30を変位させる出力シャフト22と、入力シャフト21と出力シャフト22とを連結するトーションバー23と、により構成される。
The
出力シャフト22とラックシャフト30とは、第1伝達部41を介して互いに連結されている。第1伝達部41は、出力シャフト22に設けられるピニオンギア41aと、ラックシャフト30に設けられるラックギア41bと、からなる。ピニオンギア41aとラックギア41bとは互いに噛み合っており、出力シャフト22のトルクは、ピニオンギア41a及びラックギア41bを介してラックシャフト30の軸方向の荷重に変換されてラックシャフト30に伝達される。これにより、ラックシャフト30は、伝達されるトルクによりその軸方向に変位し、車輪1を転舵する。
The
また、電動パワーステアリング装置100は、ステアリング操作に応じて駆動される電動モータ50を更に備える。電動モータ50の出力軸は、第2伝達部42を介してステアリングシャフト20の出力シャフト22に連結されている。
The electric
第2伝達部42は、電動モータ50の出力軸に設けられるウォームシャフト42aと、出力シャフト22に設けられるウォームホイール42bと、からなる。ウォームシャフト42aとウォームホイール42bとは互いに噛み合っており、電動モータ50のトルクは、ウォームシャフト42a及びウォームホイール42bを通じて出力シャフト22に伝達される。電動モータ50から出力シャフト22に伝達されたトルクは、ピニオンギア41a及びラックギア41bを通じてラックシャフト30に更に伝達される。
The
このように、電動パワーステアリング装置100は、電動モータ50のトルクを出力シャフト22を通じてラックシャフト30に伝達することによってステアリング操作を補助するいわゆるコラムタイプの電動パワーステアリング装置である。
As described above, the electric
電動モータ50は、制御部としてのコントローラ60によって制御される。コントローラ60は、演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)と、CPUにより実行される制御プログラム等を記憶するROM(Read−Only Memory)と、CPUの演算結果等を記憶するRAM(random access memory)と、を含むマイクロコンピュータで構成される。コントローラ60は、単一のマイクロコンピュータで構成されていてもよいし、複数のマイクロコンピュータで構成されていてもよい。
The
また、電動パワーステアリング装置100は、トーションバー23に作用する操舵トルクを検出するトルク検出部としてのトルクセンサ51と、電動モータ50の回転角を検出する回転角検出部としての回転角センサ52と、ステアリングホイール10の回転角(以下、「舵角」とも称する)を検出する舵角検出部としての舵角センサ53と、を更に備える。トルクセンサ51、回転角センサ52及び舵角センサ53から出力される信号は、コントローラ60に入力される。
In addition, the electric
図2に示すように、コントローラ60は、補助トルク算出部60aと、補正部60bと、電流目標値算出部60cと、を備えている。補助トルク算出部60aは、トルクセンサ51、回転角センサ52及び舵角センサ53から入力される信号に基づいて、ステアリング操作の補助に必要なトルク(以下、「補助トルク」と称する)を算出する。
As shown in FIG. 2, the
補正部60bは、電動モータ50を制御するための制御パラメータに基づいて、算出された補助トルクを補正する。制御パラメータは、第1及び第2伝達部41,42の機械的特性(例えばフリクション)により決定される。したがって、第1及び第2伝達部41,42における負荷を見込んで電動モータ50を駆動させることができる。
The correction unit 60b corrects the calculated auxiliary torque based on a control parameter for controlling the
電流目標値算出部60cは、補正された補助トルクに基づいて、電動モータ50に供給される電流の大きさの目標値を算出する。算出された電流目標値は、電流供給部61に入力され、電流供給部61から電動モータ50に、電流目標値に基づいた大きさの電流が供給される。
The current target
このように、コントローラ60は、トルクセンサ51、回転角センサ52及び舵角センサ53によりそれぞれ検出される操舵トルク、モータ回転角及び舵角に応じて電動モータ50を制御する。したがって、所望の操舵フィーリングでのステアリング操作が可能になる。
Thus, the
ところで、第1及び第2伝達部41,42の粘性抵抗や等価抵抗等の機械的特性は、第1及び第2伝達部41,42の劣化に伴って変化する。そのため、所望の操舵フィーリングを維持するためには、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を把握し、劣化度に基づいて、補正部60bにおける制御パラメータを変更する必要がある。
By the way, the mechanical characteristics such as the viscous resistance and equivalent resistance of the first and
また、第1及び第2伝達部41,42が著しく劣化した場合には、電動パワーステアリング装置100の交換が望ましい。電動パワーステアリング装置100の交換時期を適切に管理するためには、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を把握する必要がある。
Further, when the first and
電動パワーステアリング装置100では、後述の構成により第1及び第2伝達部41,42の劣化度を把握することによって、所望の操舵フィーリングを維持すると共に、電動パワーステアリング装置100の交換時期を管理している。以下、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を把握するための構成、操舵フィーリングを維持するための構成、及び電動パワーステアリング装置100の交換時期を管理するための構成について、詳述する。
In the electric
まず、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を把握するための構成について、図1から図5を参照して説明する。
First, the structure for grasping | ascertaining the degradation degree of the 1st and
図1に示すように、電動パワーステアリング装置100は、第1及び第2伝達部41,42の状態量を推定する推定部71と、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を算出する劣化度算出部72と、を備えている。推定部71及び劣化度算出部72は、コントローラ60と同様に、マイクロコンピュータで構成される。推定部71及び劣化度算出部72は、コントローラ60を構成するマイクロコンピュータで構成されていてもよいし、コントローラ60を構成するマイクロコンピュータとは別のマイクロコンピュータで構成されていてもよい。
As shown in FIG. 1, the electric
図2に示すように、推定部71は、トルクセンサ51、回転角センサ52及び舵角センサ53から入力される信号に基づいて、第1及び第2伝達部41,42に作用するトルク、第1及び第2伝達部41,42の変位速度及び変位量を状態量として推定する。これらのトルク、変位速度及び変位量を状態量として推定する方法については、後述する。
As shown in FIG. 2, the
劣化度算出部72は、推定されたトルク、変位速度及び変位量に基づいて、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を算出する。第1及び第2伝達部41,42の劣化には、一時的な過大な荷重を受けることで生じる過大荷重劣化と、荷重を繰り返し受けることで生じる繰返し荷重劣化と、があり、劣化度算出部72は、過大荷重劣化度と繰返し荷重劣化度との両方を算出する。
The deterioration
具体的には、劣化度算出部72は、図3に示すように、過大荷重劣化度を算出する過大荷重劣化度算出部72aと、繰返し荷重劣化度を算出する繰返し荷重劣化度算出部72bと、を備えている。以下では、過大荷重劣化度算出部72a及び繰返し荷重劣化度算出部72bによって行われる処理について、詳述する。
Specifically, as shown in FIG. 3, the deterioration
ここでは、第1伝達部41のピニオンギア41aの劣化度を算出する処理について説明する。第1伝達部41のラックギア41b、並びに第2伝達部42のウォームシャフト42a及びウォームホイール42bの劣化度を算出する処理については、ピニオンギア41aの劣化度を算出する処理と略同じであるため、省略する。
Here, a process for calculating the degree of deterioration of the
まず、図4を参照して、過大荷重劣化度算出部72aによって行われる処理について説明する。
First, the process performed by the excessive load deterioration
ステップS401では、推定部71により推定されたトルクを取得する。ステップS402では、取得されたトルクに基づいて、ピニオンギア41aの歯に作用する荷重を算出する。具体的には、取得されたトルクをピニオンギア41aの基準ピッチ円の半径で除すことによって、歯に作用する荷重を算出する。算出された荷重は、基準ピッチ円上の円周力に相当する。基準ピッチ円の直径は、ピニオンギア41aの仕様によって定まる値であり、既知である。
In step S401, the torque estimated by the estimating
ステップS403では、算出された荷重のデータを、不図示の記憶部に記憶する。記憶部には、過去に算出された荷重のデータが記憶されており、ステップS403では、算出された荷重のデータが記憶部に更に記憶される。 In step S403, the calculated load data is stored in a storage unit (not shown). The storage unit stores data of loads calculated in the past. In step S403, the calculated load data is further stored in the storage unit.
ステップS404では、記憶部に記憶された複数の荷重のデータに基づいて、ピニオンギア41aの歯に作用した荷重の最大値を算出する。算出された荷重の最大値は、ピニオンギア41aの歯に一時的に加えられる過大な荷重に相当し、例えば、車輪1が縁石等の障害物に乗り上げて衝撃を受けたときにピニオンギア41aに加えられる荷重である。
In step S404, the maximum value of the load acting on the teeth of the
ステップS405では、算出された荷重の最大値に基づいて、ピニオンギア41aの過大荷重劣化度を算出する。具体的には、算出された荷重の最大値を、ピニオンギア41aの歯の曲げ強さで除すことにより歯の曲げに起因する過大荷重劣化度を算出すると共に、算出された荷重の最大値を、ピニオンギア41aの歯面強さで除すことにより歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度を算出する。
In step S405, the excessive load deterioration degree of the
ピニオンギア41aの歯の曲げ強さは、ピニオンギア41aの仕様から例えばルイスの式によって算出される値であり、既知である。また、ピニオンギア41aの歯面強さは、ピニオンギア41aの仕様から例えばヘルツの式によって算出される値であり、既知である。
The bending strength of the teeth of the
以上により、過大荷重劣化度が算出され、過大荷重劣化度算出部72aにおける処理が終了する。
As described above, the overload deterioration degree is calculated, and the process in the overload deterioration
次に、図5を参照して、繰返し荷重劣化度算出部72bによって行われる処理について説明する。
Next, processing performed by the repeated load deterioration
ステップS501では、推定部71により推定されたトルク、変位速度及び変位量を取得する。取得される変位速度及び変位量は、それぞれ、ピニオンギア41aの周方向における変位速度及び変位量、すなわちピニオンギア41aの回転速度及び回転角度である。
In step S501, the torque, the displacement speed, and the displacement amount estimated by the
ステップS502では、取得されたトルクに基づいて、ピニオンギア41aの歯に作用する荷重の平均値を算出する。具体的には、図4に示すステップS402,S403と同様に、歯に作用する荷重を算出し、荷重のデータを記憶部に記憶する。その後、記憶部に記憶された複数の荷重のデータに基づいて、ピニオンギア41aの歯に作用した荷重の平均値を算出する。算出された荷重の平均値は、ピニオンギア41aの歯に繰り返し加えられる荷重の平均値である。
In step S502, an average value of loads acting on the teeth of the
ステップS503では、取得された回転速度に基づいて、ピニオンギア41aの回転速度の平均値を算出する。具体的には、まず、取得された回転速度を不図示の記憶部に記憶する。記憶部には、過去に取得された回転速度のデータが記憶されており、取得された回転速度のデータが記憶部に更に記憶される。次に、記憶部に記憶された複数の回転速度のデータに基づいて、ピニオンギア41aの回転速度の平均値を算出する。
In step S503, an average value of the rotation speeds of the
ステップS504では、算出された荷重の平均値と回転速度の平均値とに基づいて、歯の曲げ強さに対する許容繰返し回数と歯面強さに対する許容繰返し回数とを算出する。歯の曲げ強さに対する許容繰返し回数は、ピニオンギア41aの仕様、荷重の平均値及び回転速度の平均値から例えばルイスの式によって算出される。また、歯面強さに対する許容繰返し回数は、ピニオンギア41aの仕様、荷重の平均値及び回転速度の平均値から例えばヘルツの式によって算出される。
In step S504, based on the calculated average value of the load and the average value of the rotation speed, an allowable number of repetitions for the bending strength of the teeth and an allowable number of repetitions for the tooth surface strength are calculated. The allowable number of repetitions for the bending strength of the teeth is calculated by, for example, the Lewis equation from the specification of the
ステップS505では、取得された回転角度に基づいて、ピニオンギア41aがラックギア41bと噛み合った回数(以下、「繰返し回数」と称する)を算出する。具体的には、取得された回転角度を累積し、回転角度の累積値からピニオンギア41aの回転回数を算出することにより、繰返し回数を算出する。
In step S505, the number of times that the
ステップS506では、歯の曲げ強さに対する許容繰返し回数と、歯面強さに対する許容繰返し回数と、繰返し回数と、に基づいて、ピニオンギア41aの繰返し荷重劣化度を算出する。具体的には、算出された繰返し回数を、算出された歯の曲げ強さに対する許容繰返し回数で除すことにより、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度を算出する。また、算出された繰返し回数を、算出された歯面強さに対する許容繰返し回数で除すことにより、歯面の損傷に起因する繰返し荷重劣化度を算出する。
In step S506, the degree of repeated load deterioration of the
以上により、繰返し荷重劣化度が算出され、繰返し荷重劣化度算出部72bにおける処理が終了する。
As described above, the repeated load deterioration degree is calculated, and the process in the repeated load deterioration
このように、電動パワーステアリング装置100では、推定部71により推定されたトルク、変位速度及び変位量に基づいて、第1及び第2伝達部41,42の劣化度が算出される。推定部71は、トルクセンサ51、回転角センサ52及び舵角センサ53によりそれぞれ検出される操舵トルク、モータ回転角及び舵角に基づいて、第1及び第2伝達部41,42におけるトルク、変位速度及び変位量を推定する。
As described above, in the electric
検出される操舵トルク、モータ回転角及び舵角は、ステアリング操作の状況や、障害物への乗り上げといった車両の運転状況に応じて変化する。そのため、劣化度算出部72は、ステアリング操作の状況や車両の運転状況に応じて劣化度を算出する。したがって、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を高い精度で把握することができる。
The detected steering torque, motor rotation angle, and steering angle vary depending on the status of the steering operation and the driving status of the vehicle such as getting on an obstacle. Therefore, the deterioration
また、トルクセンサ51、回転角センサ52及び舵角センサ53によりそれぞれ検出される操舵トルク、モータ回転角及び舵角は、コントローラ60による電動モータ50の制御に用いられる。すなわち、第1及び第2伝達部41,42の状態量は、コントローラ60による電動モータ50の制御のために検出される操舵トルク、モータ回転角及び舵角に基づいて、推定される。したがって、電動モータ50の制御のための検出部とは別の検出部を電動パワーステアリング装置100に設けることなく、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を算出することができる。これにより、電動パワーステアリング装置100の検出部としてのセンサの増加を防ぐことができ、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を、安価な構成で把握することができる。
Further, the steering torque, the motor rotation angle, and the steering angle detected by the
次に、電動パワーステアリング装置100の操舵フィーリングを維持するための構成について、図2を参照して説明する。
Next, a configuration for maintaining the steering feeling of the electric
図2に示すように、劣化度算出部72によって算出された第1及び第2伝達部41,42の劣化度は、コントローラ60の補正部60bに入力される。補正部60bは、入力される劣化度に基づいて制御パラメータを変化させる。
As shown in FIG. 2, the deterioration levels of the first and
前述のように、劣化度算出部72は、ステアリング操作の状況や車両の運転状況に応じて劣化度を算出することができる。そのため、制御パラメータを、ステアリング操作の状況や車両の運転状況に応じて変化させることができる。したがって、劣化に伴う第1及び第2伝達部41,42における負荷を見込んで電動モータ50のトルクを適切に発生させることができ、操舵フィーリングを維持することができる。
As described above, the deterioration
次に、電動パワーステアリング装置100の交換時期を管理するための構成について、図1及び図2を参照して詳述する。
Next, a configuration for managing the replacement time of the electric
図1に示すように、管理システム1000は、劣化度算出部72により算出された劣化度に基づいて電動パワーステアリング装置100の交換の要否を判定する判定部81と、判定部81による判定結果に基づいて作動する報知部82と、を備えている。判定部81は、コントローラ60と同様に、マイクロコンピュータで構成される。報知部82は、車両に搭載される。報知部82は、運転者が視認可能な装置、例えば文字表示装置やランプであってもよいし、音によって運転者に報知するブザーやスピーカであってもよい。
As illustrated in FIG. 1, the
図6を参照して、判定部81によって行われる処理について説明する。ここでは、第1伝達部41のピニオンギア41aの劣化度に基づく判定処理について説明する。第1伝達部41のラックギア41b、並びに第2伝達部42のウォームシャフト42a及びウォームホイール42bの劣化度に基づく判定処理については、ピニオンギア41aの劣化度に基づく判定処理と略同じであるため、省略する。
Processing performed by the
ステップS601では、劣化度算出部72により算出された劣化度を取得する。取得する劣化度は、ピニオンギア41aの歯の曲げ及び歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度、並びに歯の曲げ及び歯面の損傷に起因する繰返し荷重劣化度である。
In step S601, the deterioration level calculated by the deterioration
ステップS602では、歯の曲げに起因する過大荷重劣化度が予め定められた第1閾値を超えたか否かを判定する。第1閾値は、例えば「1」である。歯の曲げに起因する過大荷重劣化度が1を超えることは、ステップS404(図4参照)により算出された荷重の最大値が、ピニオンギア41aの歯の曲げ強さを超えることと同義である。
In step S602, it is determined whether or not the excessive load deterioration level resulting from the bending of the tooth exceeds a predetermined first threshold value. The first threshold is “1”, for example. The degree of overload degradation caused by tooth bending exceeding 1 is synonymous with the fact that the maximum load value calculated in step S404 (see FIG. 4) exceeds the bending strength of the teeth of the
ステップS602にて、歯の曲げに起因する過大荷重劣化度が第1閾値を超えたと判定した場合には、ステップS606に進む。ステップS602にて、歯の曲げに起因する過大荷重劣化度が第1閾値を超えていないと判定した場合には、ステップS603に進む。 If it is determined in step S602 that the degree of overload deterioration due to tooth bending has exceeded the first threshold, the process proceeds to step S606. If it is determined in step S602 that the degree of overload deterioration due to tooth bending does not exceed the first threshold, the process proceeds to step S603.
ステップS603では、歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度が予め定められた第2閾値を超えたか否かを判定する。第2閾値は、例えば「1」である。歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度が1を超えることは、ステップS404(図4参照)により算出された荷重の最大値が、ピニオンギア41aの歯面強さを超えることと同義である。
In step S603, it is determined whether or not the excessive load deterioration level due to the tooth surface damage exceeds a predetermined second threshold value. The second threshold is “1”, for example. The degree of overload degradation due to tooth surface damage exceeding 1 is synonymous with the fact that the maximum load value calculated in step S404 (see FIG. 4) exceeds the tooth surface strength of the
ステップS603にて、歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度が第2閾値を超えたと判定した場合には、ステップS606に進む。ステップS603にて、歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度が第2閾値を超えていないと判定した場合には、ステップS604に進む。 If it is determined in step S603 that the degree of overload degradation due to tooth surface damage has exceeded the second threshold, the process proceeds to step S606. If it is determined in step S603 that the degree of overload deterioration due to tooth surface damage does not exceed the second threshold value, the process proceeds to step S604.
ステップS604では、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度が予め定められた第3閾値を超えたか否かを判定する。第3閾値は、例えば「1」である。歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度が1を超えることは、ステップS505(図5参照)にて算出された繰返し回数が、ステップS504(図5参照)にて算出された歯の曲げ強さに対する許容繰返し回数を超えることと同義である。 In step S604, it is determined whether or not the repeated load deterioration due to the bending of the teeth exceeds a predetermined third threshold. The third threshold is “1”, for example. When the degree of repeated load deterioration due to tooth bending exceeds 1, the number of repetitions calculated in step S505 (see FIG. 5) is equal to the bending strength of the teeth calculated in step S504 (see FIG. 5). Is equivalent to exceeding the allowable number of repetitions for.
ステップS604にて、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度が第3閾値を超えたと判定した場合には、ステップS606に進む。ステップS604にて、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度が第3閾値を超えていないと判定した場合には、ステップS605に進む。 If it is determined in step S604 that the repeated load deterioration due to tooth bending has exceeded the third threshold, the process proceeds to step S606. If it is determined in step S604 that the repeated load deterioration due to tooth bending does not exceed the third threshold, the process proceeds to step S605.
ステップS605では、歯面の損傷に起因する繰返し荷重劣化度が予め定められた第4閾値を超えたか否かを判定する。第4閾値は、例えば「1」である。歯面の損傷に起因する繰返し荷重劣化度が1を超えることは、ステップS505(図5参照)にて算出された繰返し回数が、ステップS504(図5参照)にて算出された歯面強さに対する許容繰返し回数を超えることと同義である。 In step S605, it is determined whether or not the degree of repeated load deterioration due to tooth surface damage exceeds a predetermined fourth threshold value. The fourth threshold is “1”, for example. The degree of repeated load deterioration due to tooth surface damage exceeding 1 indicates that the number of repetitions calculated in step S505 (see FIG. 5) is the tooth surface strength calculated in step S504 (see FIG. 5). Is equivalent to exceeding the allowable number of repetitions for.
ステップS605にて、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度が第4閾値を超えたと判定した場合には、ステップS606に進む。ステップS605にて、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度が第3閾値を超えていないと判定した場合には、ステップS601に戻る。 If it is determined in step S605 that the degree of repeated load deterioration due to tooth bending has exceeded the fourth threshold value, the process proceeds to step S606. If it is determined in step S605 that the degree of repeated load deterioration due to tooth bending does not exceed the third threshold, the process returns to step S601.
ステップS606では、報知部82を作動させる信号を出力する。これにより、報知部82は作動し、電動パワーステアリング装置100の交換が必要であることを運転者に報知する。報知部82を作動させる信号を出力後、判定部81によって行われる処理が終了する。
In step S606, a signal for operating the
管理システム1000では、劣化度算出部72によって算出された劣化度に基づいて、電動パワーステアリング装置100の交換の要否が判定され、交換時期が管理される。前述のように、劣化度算出部72は、ステアリング操作の状況や車両の運転状況に応じて劣化度を算出することができるため、電動パワーステアリング装置100の交換時期をより適切に管理することができる。
In the
次に、推定部71によって行われる処理を説明する。推定部71は、拡張オブザーバによる数式モデルを利用し、制御入力値である電流供給部61に指令する電流値と、出力値として検出される操舵トルク、モータ回転角、舵角との入出力関係に基づいて第1及び第2伝達部41,42の状態量を推定する。
Next, the process performed by the
推定部71による状態量の推定方法について、表1、表2に示す記号を参照して詳細に説明する。表1は、電動パワーステアリング装置100の主な諸元を示す表であり、表2は、電動パワーステアリング装置100における主な変数を示す表である。
A state quantity estimation method by the
電動パワーステアリング装置100における状態方程式は、次の式(1−1)で表される。
The state equation in the electric
また、電動パワーステアリング装置100における出力方程式は、次の式(1−2)で表される。
Moreover, the output equation in the electric
式(1−1)及び式(1−2)に拡張オブザーバ理論を適用すると、次の式(1−3)及び式(1−4)が得られる。 When the extended observer theory is applied to the equations (1-1) and (1-2), the following equations (1-3) and (1-4) are obtained.
式(1−3)及び式(1−4)の拡張システムモデルに対し、次の式(1−5)で示されるオブザーバを構築する。 For the extended system models of Expression (1-3) and Expression (1-4), an observer represented by the following Expression (1-5) is constructed.
式(1−5)を用いることにより、時々刻々変化する観測量y及び制御量uから、状態量及び外乱zの成分、並びにその微分値z’の成分を推定することができる。 By using the equation (1-5), it is possible to estimate the state quantity and the component of the disturbance z and the component of the differential value z ′ thereof from the observation quantity y and the control quantity u that change from moment to moment.
ピニオンギア41aからラックギア41bに伝達するトルクの推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、舵角に基づいて、具体的には次の式(1−6)により算出される。
The estimated value of the torque transmitted from the
また、ピニオンギア41aの回転角度の推定値及び回転速度の推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角及びモータ回転角速度に基づいて、具体的には次の式(1−7)及び式(1−8)により算出される。
Further, the estimated value of the rotation angle and the estimated value of the rotation speed of the
また、ウォームシャフト42aからウォームホイール42bに伝達するトルクの推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角速度及びモータ回転角加速度に基づいて、具体的には次の式(1−9)により算出される。
Further, the estimated value of the torque transmitted from the
また、ウォームシャフト42aの回転角度の推定値及び回転速度の推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角及びモータ回転角速度に基づいて、具体的には次の式(1−10)及び式(1−11)により算出される。
Further, the estimated value of the rotation angle and the estimated value of the rotation speed of the
以上により、第1及び第2伝達部41,42におけるトルク、変位速度及び変位量が推定される。
As described above, the torque, the displacement speed, and the displacement amount in the first and
以上の本実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。 According to the above embodiment, the following effects are obtained.
電動パワーステアリング装置100では、電動モータ50の制御に用いられるトルク、回転角及び舵角に基づいて、第1及び第2伝達部41,42の状態量が推定される。したがって、電動モータ50の制御のための検出部と、第1及び第2伝達部41,42の劣化度の算出のための検出部と、を共通化することができる。したがって、電動パワーステアリング装置100の検出部としてのセンサの増加を防ぐことができ、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を、安価な構成で把握することができる。
In the electric
また、劣化度算出部72は、推定部71により推定されたトルクに基づいて荷重の最大値を算出し、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を算出する。したがって、一時的な過大な荷重を受けることで生じる過大荷重劣化度を把握することができる。
Further, the deterioration
また、劣化度算出部72は、推定部71により推定されたトルク、変位速度及び変位量に基づいて繰返し回数と許容繰返し回数とを算出し、算出した繰返し回数及び許容繰返し回数に基づいて、第1及び第2伝達部41,42の劣化度を算出する。したがって、荷重を繰り返し受けることで生じる繰返し荷重劣化度を把握することができる。
Further, the deterioration
また、コントローラ60は、劣化度算出部72により算出された劣化度に基づいて、電動モータ50を制御するための制御パラメータを変化させる。したがって、劣化に伴う第1及び第2伝達部41,42における負荷の変化を見込んでトルクを発生するように電動モータ50を制御することができ、操舵フィーリングを維持することができる。
Further, the
また、判定部81は、劣化度算出部72によって算出された劣化度に基づいて、電動パワーステアリング装置100の交換の要否を判定する。したがって、電動パワーステアリング装置100の交換時期をより適切に管理することができる。
In addition, the
なお、電動パワーステアリング装置100では、舵角が舵角センサ53により検出され第1及び第2伝達部41,42の状態量の推定に用いられているが、舵角センサ53により検出した舵角を用いることなく、第1及び第2伝達部41,42の状態量を推定することもできる。この場合には、式(1−2)及び式(1−4)に代えて、次の式(1−2’)及び式(1−4’)を用いる。
In the electric
検出した舵角を第1及び第2伝達部41,42の状態量の推定に用いる場合には、舵角を検出することなく第1及び第2伝達部41,42の状態量を推定する場合と比較して、状態量の推定に用いられるモデルを詳細に構築することができる。したがって、第1及び第2伝達部41,42の状態量をより正確に推定することができ、第1及び第2伝達部41,42の劣化度をより正確に把握することができる。
When the detected steering angle is used for estimating the state quantities of the first and
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る電動パワーステアリング装置200について、図7を参照して説明する。以下では、第1実施形態と異なる点を主に説明し、第1実施形態で説明した構成と同一の構成又は相当する構成については、図中に第1実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, an electric
電動パワーステアリング装置200は、電動モータ50のトルクを、出力シャフト22とは別のシャフトを通じてラックシャフト30に伝達することによってステアリング操作を補助するいわゆるデュアルピニオンタイプの電動パワーステアリング装置である。
The electric
図7に示すように、電動パワーステアリング装置200では、電動モータ50の出力軸は、出力シャフト22とは独立して設けられるピニオンシャフト222に第2伝達部242を介して連結されている。
As shown in FIG. 7, in the electric
第2伝達部242は、電動モータ50の出力軸に設けられるウォームシャフト42aと、ピニオンシャフト222に設けられるウォームホイール242bと、からなる。電動モータ50のトルクは、ウォームシャフト42a及びウォームホイール242bを通じてピニオンシャフト222に伝達される。
The
ピニオンシャフト222は、第3伝達部243を介してラックシャフト30と連結されている。第3伝達部243は、ピニオンシャフト222に設けられるピニオンギア243aと、ラックギア41bと、からなる。ピニオンシャフト222のトルクは、ピニオンギア243a及びラックギア41bを介してラックシャフト30の軸方向の荷重に変換されてラックシャフト30に伝達される。
The
また、電動パワーステアリング装置200は、電動パワーステアリング装置100と同様に、コントローラ60と、推定部71と、劣化度算出部72と、を備えている。コントローラ60及び劣化度算出部72の構成及び動作については、第1実施形態と略同じであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
Similarly to the electric
次に、推定部71によって行われる処理を説明する。推定部71は、拡張オブザーバによる数式モデルを利用し、制御入力値である電流供給部61に指令する電流値と、出力値として検出される操舵トルク、モータ回転角、舵角との入出力関係に基づいて第1、第2及び第3伝達部41,242,43の状態量を推定する。
Next, the process performed by the
第2実施形態における推定部71による状態量の推定方法について、表1及び表2に示す記号に加えて、表3及び表4に示す記号を参照して詳細に説明する。表3は、電動パワーステアリング装置200の諸元のうち表1に示されていない諸元を示す表である。表4は、電動パワーステアリング装置200の変数のうち表2に示されていない変数を示す表である。
The state quantity estimation method by the
電動パワーステアリング装置200における状態方程式は、次の式(2−1)で表される。
The state equation in the electric
また、電動パワーステアリング装置200における出力方程式は、次の式(2−2)で表される。
Moreover, the output equation in the electric
式(2−1)及び式(2−2)に拡張オブザーバ理論を適用すると、次の式(2−3)及び式(2−4)が得られる。 When the extended observer theory is applied to the equations (2-1) and (2-2), the following equations (2-3) and (2-4) are obtained.
式(2−3)及び式(2−4)の拡張システムモデルに対し、次の式(2−5)で示されるオブザーバを構築する。 With respect to the extended system models of Expression (2-3) and Expression (2-4), an observer represented by the following Expression (2-5) is constructed.
式(2−5)を用いることにより、時々刻々変化する観測量y及び制御量uから、状態量及び外乱zの成分、並びにその微分値z’の成分を推定することができる。 By using Expression (2-5), it is possible to estimate the component of the state quantity and the disturbance z and the component of the differential value z ′ from the observed quantity y and the controlled quantity u that change from moment to moment.
ピニオンギア41aからラックギア41bに伝達するトルクの推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、舵角に基づいて、具体的には次の式(2−6−1)により算出される。
The estimated value of the torque transmitted from the
ピニオンギア243aからラックギア41bに伝達するトルクの推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、舵角に基づいて、具体的には次の式(2−6−2)により算出される。
The estimated value of torque transmitted from the
また、ピニオンギア243aの回転角度の推定値及び回転速度の推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角及びモータ回転角速度に基づいて、具体的には次の式(2−7)及び式(2−8)により算出される。
Further, the estimated value of the rotation angle and the estimated value of the rotation speed of the
また、ウォームシャフト42aからウォームホイール242bに伝達するトルクの推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角速度及びモータ回転角加速度に基づいて、具体的には次の式(2−9)により算出される。
Further, the estimated value of the torque transmitted from the
また、ウォームシャフト42aの回転角度の推定値及び回転速度の推定値は、推定されたz、z’の成分の中からモータ回転角及びモータ回転角速度に基づいて、具体的には次の式(2−10)及び式(2−11)により算出される。
Further, the estimated value of the rotation angle and the estimated value of the rotation speed of the
以上により、第1、第2及び第3伝達部41,242,243におけるトルク、変位速度及び変位量が推定される。
As described above, the torque, the displacement speed, and the displacement amount in the first, second, and
以上の本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。 According to the above embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
なお、電動パワーステアリング装置200では、舵角を舵角センサ53により検出し第1、第2及び第3伝達部41,242,243の状態量の推定に用いているが、検出した舵角を用いることなく、第1、第2及び第3伝達部41,242、243の状態量を推定することもできる。この場合には、式(2−2)及び式(2−4)に代えて、次の式(2−2’)及び式(2−4’)を用いる。
In the electric
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。 Hereinafter, the configuration, operation, and effect of the embodiment of the present invention will be described together.
電動パワーステアリング装置100,200は、ステアリング操作に伴って回転するステアリングシャフト20と、ステアリングシャフト20の一部を構成するトーションバー23と、トーションバー23に作用する操舵トルクを検出するトルクセンサ51と、車輪1を転舵するラックシャフト30を変位させる電動モータ50と、電動モータ50の回転角を検出する回転角センサ52と、トルクセンサ51により検出される操舵トルク、及び回転角センサ52により検出されるモータ回転角に応じて電動モータ50を制御するコントローラ60と、ステアリングシャフト20に作用するトルク及び電動モータ50のトルクをラックシャフト30に伝達する第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243と、トルクセンサ51により検出される操舵トルク、及び回転角センサ52により検出されるモータ回転角に基づいて、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の状態量を推定する推定部71と、推定部71により推定された状態量に基づいて、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の劣化度を算出する劣化度算出部72と、を備える。
The electric
この構成では、コントローラ60による電動モータ50の制御のために検出される操舵トルク及びモータ回転角に基づいて、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の状態量が推定される。そのため、電動モータ50の制御のためのセンサと、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の劣化度の算出のためのセンサと、を共通化することができる。したがって、電動パワーステアリング装置100,200のセンサの増加を防ぐことができ、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の劣化度を、安価な構成で把握することができる。
In this configuration, the state quantities of the
また、電動パワーステアリング装置100,200は、舵角を検出する舵角センサ53を更に備え、推定部71は、トルクセンサ51により検出される操舵トルク、回転角センサ52により検出されるモータ回転角、及び舵角センサ53により検出される舵角に基づいて第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の状態量を推定する。
The electric
この構成では、3つの検出量が推定部71で用いられるため、2つの検出量のみが推定部71で用いられる場合と比較して、状態量の推定に用いられるモデルを詳細に構築することができる。したがって、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の状態量をより正確に推定することができ、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の劣化度をより正確に把握することができる。
In this configuration, since the three detection amounts are used by the
また、電動パワーステアリング装置100,200では、推定部71は、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243におけるトルクを状態量として推定し、劣化度算出部72は、推定部71により推定されたトルクに基づいて荷重の最大値を算出し、算出した荷重の最大値に基づいて第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の劣化度を算出する。
In the electric
この構成では、一時的な過大な荷重を受けることで生じる過大荷重劣化度を把握することができる。 With this configuration, it is possible to grasp the degree of excessive load deterioration caused by receiving a temporary excessive load.
また、電動パワーステアリング装置100,200では、推定部71は、第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の変位速度及び変位量を状態量として更に推定し、劣化度算出部72は、推定された変位量に基づいて繰返し回数を算出すると共に推定されたトルクと変位速度とに基づいて許容繰返し回数を算出し、算出した繰返し回数及び許容繰返し回数に基づいて第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の劣化度を算出する。
In the electric
この構成では、荷重を繰返し受けることで生じる繰返し荷重劣化度を把握することができる。 With this configuration, it is possible to grasp the degree of repeated load deterioration caused by repeatedly receiving a load.
また、電動パワーステアリング装置100,200では、コントローラ60は、劣化度算出部72により算出された劣化度に基づいて、電動モータ50を制御するための制御パラメータを変化させる。
In the electric
この構成では、電動モータ50は、劣化度の変化に伴う第1伝達部41、第2伝達部42,242及び第3伝達部243の負荷の変化を見込んでトルクを発生するように制御される。したがって、操舵フィーリングを維持することができる。
In this configuration, the
また、本実施形態は、電動パワーステアリング装置100,200を管理する管理システム1000に係る。管理システム1000は、劣化度算出部72により算出された劣化度に基づいて、電動パワーステアリング装置100,200の交換の要否を判定する判定部81と、判定部81が、電動パワーステアリング装置100,200の交換が必要であると判定した場合に、電動パワーステアリング装置100,200の交換時期が来たことを報知する報知部82と、を備える。
In addition, the present embodiment relates to a
この構成では、電動パワーステアリング装置100,200の交換の要否が、算出された劣化度に基づいて判定される。したがって、電動パワーステアリング装置100,200の交換時期をより適切に管理することができる。
In this configuration, whether or not the electric
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the said embodiment only showed a part of application example of this invention, and the meaning which limits the technical scope of this invention to the specific structure of the said embodiment. Absent.
例えば、電動パワーステアリング装置100はコラムタイプの電動パワーステアリング装置を前提としているが、シングルピニオンタイプの電動パワーステアリング装置であってもよい。
For example, although the electric
また、電動パワーステアリング装置100,200の劣化度算出部72は、歯の曲げに起因する過大荷重劣化度と、歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度と、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度と、歯面の損傷に起因する繰返し荷重劣化度と、の少なくとも1つを算出するように構成されていてもよい。
Further, the deterioration
また、電動パワーステアリング装置100の推定部71は、第1伝達部41及び第2伝達部42の少なくとも一方の状態量を推定するように構成されていてもよく、劣化度算出部72は、第1伝達部41及び第2伝達部42の少なくとも一方の劣化度を算出するように構成されていてもよい。同様に、電動パワーステアリング装置200の推定部71は、第1伝達部41、第2伝達部242及び第3伝達部243の少なくとも1つの状態量を推定するように構成されていてもよく、劣化度算出部72は、第1伝達部41、第2伝達部242及び第3伝達部243の少なくとも1つの劣化度を算出するように構成されていてもよい。
Further, the
また、電動パワーステアリング装置100,200の補正部60bは、歯の曲げに起因する過大荷重劣化度と、歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度と、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度と、歯面の損傷に起因する繰返し荷重劣化度と、の少なくとも1つに基づいて制御パラメータを変更するように構成されていてもよい。
In addition, the correction unit 60b of the electric
また、電動パワーステアリング装置100,200の判定部81は、歯の曲げに起因する過大荷重劣化度と、歯面の損傷に起因する過大荷重劣化度と、歯の曲げに起因する繰返し荷重劣化度と、歯面の損傷に起因する繰返し荷重劣化度と、の少なくとも1つに基づいて電動パワーステアリング装置100,200の交換の要否を判定するように構成されていてもよい。
Further, the
また、電動パワーステアリング装置100の第1及び第2伝達部41、42の少なくとも一方は、ベルト式の伝達機構であってもよい。同様に、電動パワーステアリング装置200の第1、第2及び第3伝達部41、242,243の少なくとも1つは、ベルト式の伝達機構であってもよい。
Further, at least one of the first and
管理システム1000の報知部82は、車両に搭載される形態に限られず、車両から離れて設けられていてもよく、例えば管理センターといった場所に設けられていてもよい。この場合には、管理センターにおいても電動パワーステアリング装置100,200の交換時期を管理することができる。
The
1・・・車輪、20・・・ステアリングシャフト、23・・・トーションバー、30・・・ラックシャフト、41・・・第1伝達部、42・・・第2伝達部、50・・・電動モータ、51・・・トルクセンサ(トルク検出部)、52・・・回転角センサ(回転角検出部)、53・・・舵角センサ(舵角検出部)、60・・・コントローラ(制御部)、71・・・推定部、72・・・劣化度算出部、81・・・判定部、82・・・報知部、100,200・・・電動パワーステアリング装置、242・・・第2伝達部、243・・・第3伝達部、1000・・・管理システム
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ステアリングシャフトの一部を構成するトーションバーと、
前記トーションバーに作用する操舵トルクを検出するトルク検出部と、
車輪を転舵するラックシャフトを変位させる電動モータと、
前記電動モータの回転角を検出する回転角検出部と、
前記トルク検出部により検出される操舵トルク、及び前記回転角検出部により検出されるモータ回転角に応じて前記電動モータを制御する制御部と、
前記ステアリングシャフトに作用するトルク及び前記電動モータのトルクを前記ラックシャフトに伝達する伝達部と、
前記トルク検出部により検出される操舵トルク、及び前記回転角検出部により検出されるモータ回転角に基づいて、前記伝達部の状態量を推定する推定部と、
前記推定部により推定された状態量に基づいて、前記伝達部の劣化度を算出する劣化度算出部と、を備えることを特徴とする
電動パワーステアリング装置。 A steering shaft that rotates in accordance with the steering operation;
A torsion bar constituting a part of the steering shaft;
A torque detector for detecting a steering torque acting on the torsion bar;
An electric motor that displaces the rack shaft that steers the wheels;
A rotation angle detector for detecting a rotation angle of the electric motor;
A control unit for controlling the electric motor according to a steering torque detected by the torque detection unit and a motor rotation angle detected by the rotation angle detection unit;
A transmission unit that transmits torque acting on the steering shaft and torque of the electric motor to the rack shaft;
An estimation unit that estimates a state quantity of the transmission unit based on a steering torque detected by the torque detection unit and a motor rotation angle detected by the rotation angle detection unit;
An electric power steering apparatus comprising: a deterioration degree calculation unit that calculates a deterioration degree of the transmission unit based on the state quantity estimated by the estimation unit.
舵角を検出する舵角検出部を更に備え、
前記推定部は、前記トルク検出部により検出される操舵トルク、前記回転角検出部により検出されるモータ回転角、及び前記舵角検出部により検出される舵角に基づいて前記伝達部の状態量を推定することを特徴とする
電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to claim 1,
A steering angle detector for detecting the steering angle;
The estimation unit is a state quantity of the transmission unit based on a steering torque detected by the torque detection unit, a motor rotation angle detected by the rotation angle detection unit, and a steering angle detected by the steering angle detection unit. An electric power steering apparatus characterized by estimating
前記推定部は、前記伝達部におけるトルクを状態量として推定し、
前記劣化度算出部は、前記推定部により推定されたトルクに基づいて荷重の最大値を算出し、算出した荷重の最大値に基づいて前記伝達部の劣化度を算出することを特徴とする
電動パワーステアリング装置。 The electric power steering device according to claim 1 or 2,
The estimation unit estimates the torque in the transmission unit as a state quantity,
The deterioration degree calculation unit calculates a maximum load value based on the torque estimated by the estimation unit, and calculates a deterioration degree of the transmission unit based on the calculated maximum load value. Power steering device.
前記推定部は、前記伝達部の変位速度及び変位量を状態量として更に推定し、
前記劣化度算出部は、推定された変位量に基づいて繰返し回数を算出すると共に推定されたトルクと変位速度とに基づいて許容繰返し回数を算出し、算出した繰返し回数及び許容繰返し回数に基づいて前記伝達部の劣化度を算出することを特徴とする
電動パワーステアリング装置。 The electric power steering device according to claim 3,
The estimation unit further estimates a displacement speed and a displacement amount of the transmission unit as a state quantity,
The deterioration degree calculation unit calculates the number of repetitions based on the estimated displacement amount, calculates an allowable number of repetitions based on the estimated torque and displacement speed, and based on the calculated number of repetitions and the allowable number of repetitions An electric power steering apparatus characterized by calculating a deterioration degree of the transmission unit.
前記制御部は、前記劣化度算出部により算出された劣化度に基づいて、前記電動モータを制御するための制御パラメータを変化させることを特徴とする
電動パワーステアリング装置。 The electric power steering device according to any one of claims 1 to 4,
The electric power steering apparatus, wherein the control unit changes a control parameter for controlling the electric motor based on the deterioration degree calculated by the deterioration degree calculation unit.
前記劣化度算出部により算出された劣化度に基づいて、前記電動パワーステアリング装置の交換の要否を判定する判定部と、
前記判定部が、前記電動パワーステアリング装置の交換が必要であると判定した場合に、前記電動パワーステアリング装置の交換時期が来たことを報知する報知部と、を備えることを特徴とする
電動パワーステアリング装置の管理システム。 A management system for managing the electric power steering device according to any one of claims 1 to 5,
A determination unit that determines whether or not the electric power steering device needs to be replaced based on the deterioration level calculated by the deterioration level calculation unit;
An electric power comprising: a notifying unit for notifying that it is time to replace the electric power steering device when the determining unit determines that the electric power steering device needs to be replaced. Steering device management system.
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