JP4020012B2 - Vehicle steering system - Google Patents

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Description

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

Claims (3)

舵取り機構に操舵のための駆動力を与える第1アクチュエータと、
上記舵取り機構に操舵のための駆動力を与える第2アクチュエータと、
上記第1アクチュエータの回転角を検出するための第1回転角センサと、
上記第2アクチュエータの回転角を検出するための第2回転角センサと、
上記第1アクチュエータおよび第2アクチュエータを駆動制御可能な第1制御手段と、
上記第1アクチュエータおよび第2アクチュエータを駆動制御可能な第2制御手段と、
上記第1制御手段によって制御されるアクチュエータを上記第1アクチュエータと第2アクチュエータとの間で切り換える第1切り換え手段と、
上記第2制御手段によって制御されるアクチュエータを上記第1アクチュエータと第2アクチュエータとの間で切り換える第2切り換え手段と、
上記第1アクチュエータ、第2アクチュエータ、第1制御手段および第2制御手段に故障のない通常時には、上記第1制御手段によって上記第1アクチュエータが制御され、上記第2制御手段によって上記第2アクチュエータが制御されるように上記第1切り換え手段および第2切り換え手段を制御し、上記第1制御手段および第2制御手段の一方に故障が生じ、それらの他方が正常であり、かつ、上記第1アクチュエータおよび第2アクチュエータの一方に故障が生じ、それらの他方が正常であるときには、上記第1制御手段および第2制御手段のうちの上記他方によって、上記第1アクチュエータおよび第2アクチュエータのうちの上記他方が制御されるように上記第1切り換え手段および第2切り換え手段を制御する切り換え制御手段とを含み、
上記第1制御手段は、内部で生成する制御信号と上記第1回転角センサの出力とを比較することで、上記第1アクチュエータの故障の有無を判断するものであり、
上記第2制御手段は、内部で生成する制御信号と上記第2回転角センサの出力とを比較することで、上記第2アクチュエータの故障の有無を判断するものであることを特徴とする車両用操舵装置。
A first actuator that applies a steering force to the steering mechanism;
A second actuator that applies a driving force for steering to the steering mechanism;
A first rotation angle sensor for detecting a rotation angle of the first actuator;
A second rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the second actuator;
First control means capable of driving and controlling the first actuator and the second actuator;
Second control means capable of driving and controlling the first actuator and the second actuator;
First switching means for switching the actuator controlled by the first control means between the first actuator and the second actuator;
Second switching means for switching the actuator controlled by the second control means between the first actuator and the second actuator;
When there is no failure in the first actuator, the second actuator, the first control means, and the second control means, the first actuator is controlled by the first control means, and the second actuator is controlled by the second control means. The first switching means and the second switching means are controlled to be controlled, one of the first control means and the second control means fails, the other is normal, and the first actuator And when one of the second actuators fails and the other is normal, the other of the first and second actuators is caused by the other of the first control means and the second control means. Switching control means for controlling the first switching means and the second switching means so as to be controlled Only including,
The first control means determines whether or not there is a failure of the first actuator by comparing an internally generated control signal with the output of the first rotation angle sensor.
The second control means determines whether or not the second actuator has failed by comparing an internally generated control signal with the output of the second rotation angle sensor . Steering device.
上記第1制御手段および上記第2制御手段を統括制御する統括制御用電子制御ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項1記載の車両用操舵装置。  2. The vehicle steering apparatus according to claim 1, further comprising an overall control electronic control unit that performs overall control of the first control means and the second control means. 上記第1制御手段は、上記第1切り換え手段および上記第2切り換え手段を制御可能であり、上記第2制御手段は、上記第1切り換え手段および上記第2切り換え手段を制御可能であることを特徴とする請求項1記載の車両用操舵装置。  The first control means can control the first switching means and the second switching means, and the second control means can control the first switching means and the second switching means. The vehicle steering apparatus according to claim 1.
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