JP4442400B2 - Vehicle steering system - Google Patents

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Description

本発明は、車両に設けられるステアリングシステム、詳しくは、ステアリングシステムの異常の検知に関する。   The present invention relates to a steering system provided in a vehicle, and more particularly to detection of an abnormality in a steering system.

現状での一般的な車両用ステアリングシステムは、車輪を転舵する転舵装置にモータを備え、それの駆動力によってステアリング操作部材(ステアリングホイール等である)に加えられた操作力がアシストされた状態において、車輪の転舵を行うようにされたシステム、いわゆるパワーステアリングシステムとされている。また、現在では、ステアリング操作部材に加えられた操作力によらず、転舵装置が備えるモータの駆動力を制御することで、操舵操作に応じた車輪の転舵を行うようなシステム、いわゆるステアバイワイヤ型のステアリングシステムの検討がなされている。ステアバイワイヤ型のステアリングシステムには、例えば、下記特許文献に記載されているような技術が存在する。
特開2001−26277号公報 特開2000−52955号公報
A general vehicle steering system at present has a motor in a steering device that steers wheels, and the operation force applied to a steering operation member (such as a steering wheel) is assisted by the driving force of the motor. In the state, the system is a so-called power steering system in which the wheels are steered. At present, a system that steers wheels according to the steering operation by controlling the driving force of the motor provided in the steering device, regardless of the operating force applied to the steering operation member, so-called steer. A by-wire type steering system has been studied. As a steer-by-wire type steering system, for example, there is a technique described in the following patent document.
JP 2001-26277 A JP 2000-52955 A

パワーステアリングシステム,ステアバイワイヤ型のシステムのいずれであっても、転舵装置は、モータを備え、また、モータの駆動力を転舵力として伝達する機構を備えており、そのようなステアリングシステムでは、操舵装置の異常を正確に検知することが望まれる。特に、ステアバイワイヤ型のシステムでは、ステアリング操作部材と転舵装置とが機械的に分離された状態で操舵動作が行われるため、転舵装置の異常を検知することの重要性が高いものとなる。上記特許文献2に記載の技術では、転舵装置の異常検知を、ステアリング操作部材の操作量に基づいて行っている。ところが、ステアリングシステムはステアリング操作部材が設けられた操作装置と車輪の転舵を行う転舵装置とに区分されており、ステアリング操作部材の操作量に基づく検出では、転舵装置に異常が発生しているのか、それとも、操作装置に異常が発生しているのかの判別が困難であるという問題を抱える。したがって、ステアリング操作部材の操作量に基づく転舵装置の異常検知は、充分に正確であるとは言い難い。ここに掲げた問題は、ほんの一例に過ぎないが、異常の検知に関して種々の改良,改善を行うことにより、ステアリングシステムの実用性を向上させることができるものと考えられる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いステアリングシステムを提供することを課題とする。   Regardless of the power steering system or the steer-by-wire system, the steering device includes a motor and a mechanism for transmitting the driving force of the motor as the steering force. It is desirable to accurately detect an abnormality in the steering device. In particular, in the steer-by-wire system, the steering operation is performed in a state where the steering operation member and the steered device are mechanically separated from each other. Therefore, it is highly important to detect an abnormality in the steered device. . In the technique described in Patent Document 2, abnormality detection of the steering device is performed based on the operation amount of the steering operation member. However, the steering system is divided into an operation device provided with a steering operation member and a steering device that steers the wheel, and an abnormality occurs in the steering device in detection based on the operation amount of the steering operation member. It is difficult to determine whether or not there is an abnormality in the operating device. Therefore, it is difficult to say that the abnormality detection of the steering device based on the operation amount of the steering operation member is sufficiently accurate. The problem listed here is only an example, but it is considered that the practicality of the steering system can be improved by making various improvements and improvements regarding abnormality detection. This invention is made | formed in view of such a situation, and makes it a subject to provide a highly practical steering system.

上記課題を解決するために、本発明の車両用ステアリングシステムは、ステアバイワイヤ型のステアリングシステムであって、
ステアリング操作部材と、
そのステアリング操作部材の操作角を検出する操作角センサと、
(A)車幅方向に往復移動可能に設けられて車輪を転舵する転舵ロッドと、(B)モータと、(C)そのモータの駆動力を前記転舵ロッドの往復運動力として伝達する伝達機構と、(D)前記モータの作動量を検出するモータ作動量検出器と、(E)車輪の転舵量を検出する転舵量検出器とを備えた転舵装置と、
(i)車両の始動時に、前記転舵量検出器によって検出された転舵量を基に、その転舵量に相当するモータ作動量をその時点の前記モータ作動量検出器によって検出されるモータ動作量として設定する整合処理を実行するとともに、(ii)前記操作角センサによって検出された前記ステアリング操作部材の操作角に基づいて、目標転舵量を決定し、その目標転舵量に対応するモータ作動量を目標モータ作動量として、その目標モータ作動量に対する前記モータ作動量検出器によって検出される実際のモータ作動量の偏差が減少するように前記モータをフィードバック制御することで、前記ステアリング操作部材の操作に応じた車輪の転舵を実行する制御装置と、
実際の車輪の転舵量に依拠する実際の車両の旋回状態を指標する実旋回状態量を検出する実旋回状態量検出器と、
その実旋回状態量検出器および前記モータ作動量検出器が正常であることを前提として、(a)前記モータ作動量検出器によって検出されたモータ作動量に依拠して推定される理論的な車両の旋回状態を指標する第1理論旋回状態量と、前記実旋回状態量検出器によって検出される実旋回状態量とに基づき、それら第1理論旋回状態量と実旋回状態量との差が設定された閾値を超えた場合に、前記転舵装置が異常であることを検知するとともに、(b)前記転舵量検出器により検出された転舵量に依拠して推定される理論的な車両の旋回状態を指標する第2理論旋回状態量を推定し、その第2理論旋回状態量と前記実旋回状態量とが一致しない場合に、前記転舵装置において前記転舵量検出器が異常であると認定し、それら第2理論旋回状態量と実旋回状態量とが一致している場合に、前記転舵装置において前記伝達機構が異常であると認定する転舵装置異常検知装置と
を備えるように構成される。
In order to solve the above problems, a vehicle steering system according to the present invention is a steer-by-wire steering system,
A steering operation member;
An operation angle sensor for detecting an operation angle of the steering operation member;
(A) A steering rod that is provided so as to reciprocate in the vehicle width direction and steers the wheel, (B) a motor, and (C) a driving force of the motor is transmitted as a reciprocating motion force of the steering rod. A steering mechanism comprising: a transmission mechanism; (D) a motor operation amount detector that detects the operation amount of the motor; and (E) a steering amount detector that detects a steering amount of a wheel;
(i) At the start of the vehicle, based on the turning amount detected by the turning amount detector, a motor operating amount corresponding to the turning amount is detected by the motor operating amount detector at that time. (Ii) determining a target turning amount based on the operation angle of the steering operation member detected by the operation angle sensor, and corresponding to the target turning amount. By using the motor operation amount as a target motor operation amount, the steering operation is performed by feedback-controlling the motor so that a deviation of the actual motor operation amount detected by the motor operation amount detector with respect to the target motor operation amount is reduced. A control device that performs steering of the wheel according to the operation of the member;
An actual turning state amount detector that detects an actual turning state amount that indicates an actual turning state of the vehicle that relies on the actual wheel turning amount;
Assuming that the actual turning state amount detector and the motor operation amount detector are normal, (a) a theoretical vehicle estimated based on the motor operation amount detected by the motor operation amount detector. Based on the first theoretical turning state quantity indicating the turning state and the actual turning state quantity detected by the actual turning state quantity detector, a difference between the first theoretical turning state quantity and the actual turning state quantity is set. When the steering threshold is exceeded, it is detected that the steering device is abnormal, and (b) the theoretical vehicle estimated based on the steering amount detected by the steering amount detector. When the second theoretical turning state quantity indicating the turning state is estimated and the second theoretical turning state quantity does not match the actual turning state quantity, the turning amount detector is abnormal in the turning device. And the second theoretical turning state quantity and actual turning When the state quantity and the match, the turning device abnormality detection apparatus in which the transmission mechanism in the turning device is recognized as abnormal
It is comprised so that it may comprise.

転舵装置のモータは、転舵装置の駆動源であるため、本発明によれば、その駆動源の作動量と実際の転舵量とに基づく異常の検知が行われる。そのため、例えば、操作装置の異常等を排除した検知が可能となるため、転舵装置の異常を正確に認定することが可能となる。また、転舵装置の異常に関して、上記伝達機構と上記転舵量検出器とのいずれが異常であるかを認定することができる。そのような利点を有することで、本発明の車両用ステアリングシステムは、実用的なステアリングシステムとなる。 Since the motor of the steered device is a drive source for the steered device, according to the present invention, an abnormality is detected based on the operation amount of the drive source and the actual steered amount. Therefore, for example, since it is possible to detect the abnormality of the operation device and the like, it is possible to accurately recognize the abnormality of the steering device. Further, it is possible to recognize which of the transmission mechanism and the steering amount detector is abnormal with respect to the abnormality of the steering device. By having such advantages, the vehicle steering system of the present invention becomes a practical steering system.

発明の態様Aspects of the Invention

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある。本願発明を含む概念である。)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。   In the following, some aspects of the invention that can be claimed in the present application (hereinafter sometimes referred to as “claimable invention”, a concept including the present invention) will be exemplified and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is merely for the purpose of facilitating the understanding of the claimable inventions, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting those inventions to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the form of each section. In addition, an aspect in which constituent elements are deleted from the aspect of each item can be an aspect of the claimable invention.

なお、以下の項において、(1)項,(2)項,(6)項,(7)項,(8)項を合わせ、かつ、転舵装置の具体的構成,当該ステアリングシステムの制御,転舵装置の異常検知に関する限定を加えたものが、請求項1に相当し、(3)項と(4)項とを合わせたものが請求項2に、(5)項が請求項3に、(7)項が請求項4に、(9)項が請求項4に、それぞれ相当する。
In the following paragraphs, (1), (2), (6), (7), (8) are combined, and the specific configuration of the steering device, control of the steering system, What added the limitation regarding abnormality detection of a steering device is equivalent to Claim 1, and what combined (3) term and (4) term is Claim 2, and (5) is Claim 3. , (7) corresponds to claim 4, and (9) corresponds to claim 4 .

(1)モータを有して操舵操作に応じた車輪の転舵動作を行う転舵装置を備えた車両用ステアリングシステムであって、
前記転舵装置が、前記モータの作動量を検出するモータ作動量検出器を有し、
当該車両用ステアリングシステムが、
実際の車輪の転舵量に依拠する実際の車両の旋回状態を指標する実旋回状態量を検出する実旋回状態量検出器と、
前記モータ作動量検出器によって検出されたモータ作動量に依拠して推定される理論的な車両の旋回状態を指標する理論旋回状態量と、前記実旋回状態量検出器によって検出される実旋回状態量とに基づいて、前記転舵装置の異常を検知する転舵装置異常検知装置と
を備えた車両用ステアリングシステム。
(1) A vehicle steering system including a steering device that includes a motor and performs a steering operation of a wheel according to a steering operation,
The steering device has a motor operation amount detector that detects an operation amount of the motor,
The vehicle steering system is
An actual turning state amount detector that detects an actual turning state amount that indicates the actual turning state of the vehicle that depends on the actual wheel turning amount;
A theoretical turning state amount that indicates a theoretical turning state of the vehicle estimated based on the motor operation amount detected by the motor operation amount detector, and an actual turning state detected by the actual turning state amount detector A steering system for a vehicle, comprising: a steering device abnormality detection device that detects abnormality of the steering device based on a quantity.

本項に記載の態様は、転舵装置の備えるモータの作動量に基づく異常検知が行われる。モータは転舵装置において駆動源として機能するものであるため、その駆動源の駆動量と実際の車輪の転舵量に依拠して定まる実旋回状態量とに基づけば、異常が転舵装置におけるものであることの認定を容易に行うことができ、本項の態様のステアリングシステムでは、正確に転舵装置の異常を検知できることになる。そのような利点から、本項の態様によれば、実用的なステアリングシステムが実現する。   In the aspect described in this section, abnormality detection is performed based on the operation amount of the motor included in the steering device. Since the motor functions as a drive source in the steered device, an abnormality may occur in the steered device based on the drive amount of the drive source and the actual turning state amount determined depending on the actual steered amount of the wheels. Therefore, the steering system according to this aspect can accurately detect an abnormality in the steering device. Due to such advantages, according to the aspect of this section, a practical steering system is realized.

本項の態様が適用されるステアリングシステムは、転舵装置が備えるモータの駆動力によって、ステアリング操作部材に加えられた操作力をアシストして車輪を転舵するシステム、つまり、いわゆるパワーステアリングシステムであってもよく、また、ステアリング操作部材に加えられた操作力によらず、転舵装置が備えるモータの駆動力を制御して、操舵操作に応じた車輪の転舵を行うシステム、つまり、いわゆるステアバイワイヤ型ステアリングシステムであってもよい。ステアバイワイヤ型ステアリングシステムでは、ステアリング操作部材と転舵装置が機械的に分離された状態で操舵のための動作が実行されるため、転舵装置の異常の検知の必要性がより高いものとなる。その点を考慮すれば、本項の態様は、ステアバイワイヤ型ステアリングシステムに適用されることがより望ましい。そのことに鑑み、以下の説明は、ステアバイワイヤ型のステアリングシステムを中心に行うこととする。   The steering system to which the aspect of this section is applied is a system that assists the operation force applied to the steering operation member by the driving force of the motor included in the steering device, that is, a so-called power steering system. There may also be a system that controls the driving force of the motor provided in the steering device, regardless of the operating force applied to the steering operation member, and steers the wheels according to the steering operation, that is, so-called A steer-by-wire steering system may be used. In the steer-by-wire type steering system, the steering operation is performed in a state where the steering operation member and the steered device are mechanically separated from each other, so that the necessity of detecting an abnormality of the steered device becomes higher. . In view of this point, it is more desirable that the aspect of this section is applied to a steer-by-wire type steering system. In view of this, the following description will focus on the steer-by-wire type steering system.

本態様が適用可能なステアリングシステムは、その構成が特に限定されるものではなく、本項の態様は、転舵装置のモータ作動量を検出するための検出器を備えている限り、公知の構成のシステムに広く適用可能である。「転舵装置」に関しても、その構成が限定されるものではない。例えば、ハウジングと、そのハウジングに車幅方向に往復移動可能に保持されたいわゆる転舵ロッドと、ハウジングに支持された上記モータと、そのモータの駆動力を転舵ロッドの往復運動力として伝達する伝達機構とを含んで構成されるものであればよい。より具体的に言えば、例えば、転舵ロッドにラックを形成し、そのラックと噛合するピニオンを配設することで、ラック・ピニオン機構を伝達機構に採用し、モータにによってピニオンを回転させて転舵動作を行うような転舵装置とすることもでき、また、転舵ロッドにボールねじを螺設し、ベアリングボールを保持してそのボールねじに螺合するナットを配設することで、ボールねじ機構を伝達機構に採用し、モータによってナットを回転させることで転舵動作を行うような転舵装置とすることもできる。   The configuration of the steering system to which this aspect can be applied is not particularly limited, and the aspect of this section is a known configuration as long as it includes a detector for detecting the motor operation amount of the steered device. Widely applicable to any system. The configuration of the “steering device” is not limited. For example, a housing, a so-called steered rod held in the housing so as to be capable of reciprocating in the vehicle width direction, the motor supported by the housing, and the driving force of the motor are transmitted as the reciprocating motion force of the steered rod. What is necessary is just to be comprised including a transmission mechanism. More specifically, for example, by forming a rack on the steering rod and arranging a pinion that meshes with the rack, the rack and pinion mechanism is adopted as the transmission mechanism, and the pinion is rotated by the motor. It can also be a steered device that performs a steered operation, and also a ball screw is screwed to the steered rod, a bearing ball is held and a nut that is screwed to the ball screw is disposed, A ball screw mechanism can be adopted as a transmission mechanism, and a turning device that performs a turning operation by rotating a nut by a motor can be provided.

本項にいう「モータ作動量」は、例えば、モータ回転量(回転角度)等を意味する。具体的には、例えば、モータの主軸(回転軸)の回転量を始めとして、減速機付きのモータであれば、その出力軸の回転量等、伝達機構に至るまでの種々の作動量をモータ作動量と観念することが可能である。また、モータ作動量は、例えば、車輪の中立位置(車両が直進状態にある転舵位置)に相当する中立作動位置を基準とした作動位置を表すような値、すなわち、絶対的な作動量であってもよく、また、例えば、任意の時点における作動位置からの別の任意の時点における作動位置までの変位を表すような値、すなわち、相対的な作動量であってもよい。   The “motor operation amount” referred to in this section means, for example, a motor rotation amount (rotation angle) or the like. Specifically, for example, in the case of a motor with a speed reducer starting with the amount of rotation of the main shaft (rotating shaft) of the motor, various operating amounts up to the transmission mechanism, such as the amount of rotation of the output shaft, etc. It can be thought of as a working amount. Further, the motor operation amount is, for example, a value representing an operation position based on the neutral operation position corresponding to the neutral position of the wheel (the steered position where the vehicle is in a straight traveling state), that is, an absolute operation amount. For example, it may be a value representing a displacement from an operating position at an arbitrary time to an operating position at another arbitrary time, that is, a relative operating amount.

モータ作動量を検出する「モータ作動量検出器」は、その具体的な構造が特に限定されるものではなく、例えば、エンコーダ,レゾルバ,シンクロ,ポテンショメータ等の種々の構造のものを採用可能である。また、モータ作動量検出器は、例えば、モータの回転角度位置等を測定可能なアブソリュート型の検出器であってもよく、どれだけ回転角度が変化したかを測定可能なインクリメンタル型の検出器であってもよい。   The specific structure of the “motor operation amount detector” for detecting the motor operation amount is not particularly limited. For example, various structures such as an encoder, a resolver, a synchro, and a potentiometer can be adopted. . The motor operation amount detector may be, for example, an absolute type detector that can measure the rotational angle position of the motor, and an incremental type detector that can measure how much the rotational angle has changed. There may be.

また、本項でいう車輪の転舵量とは、車輪がどのような転舵状態にあるかを表す値を意味し、例えば、車輪の転舵角,転舵ロッドの移動位置等がそれに該当する。さらに、「旋回状態量」は、車両がどのような旋回状態にあるかを表すパラメータを意味する。具体的には、例えば、車体に生じている横加速度(以下、「横G」と略す場合がある)、車両が受けている横力,コーナリングフォース、車両のスリップ角、車両のヨーレート等、種々のものを採用可能である。「実旋回状態量」は、車両の実際の旋回状態量であり、それを検出する「実旋回状態量検出器」は、採用する旋回状態量の種類に応じて、公知の適切なセンサ、および、必要とあらば、そのセンサの検出値を演算によってその採用する旋回状態量に変換する手段等を含んで構成されるものであればよい。検出および推定が比較的容易であり、また、現在の車両の多くに横Gセンサが備わっていることに鑑みれば、旋回状態量検出器として横Gセンサを採用し、旋回状態量として横Gを採用することが望ましい。また、「理論旋回状態量」は、モータ作動量に依拠して推定されるものであり、例えば、あるモータ作動量であれば車輪がある転舵量となり、ある転舵量であればある旋回状態となるといったプロセスに基づいて推定される旋回状態量を意味する。具体的には、例えば、種々の転舵量に対応する旋回状態量を記憶させたマップに基づいて推定されるものであってもよく、それら転舵量と旋回状態量との関係を示す演算式に基づいて推定されるものであってもよい。   In addition, the amount of wheel turning in this section means a value indicating what kind of turning state the wheel is, for example, the turning angle of the wheel, the moving position of the turning rod, etc. To do. Further, the “turning state quantity” means a parameter indicating what turning state the vehicle is in. Specifically, for example, there are various lateral accelerations generated in the vehicle body (hereinafter may be abbreviated as “lateral G”), lateral force received by the vehicle, cornering force, vehicle slip angle, vehicle yaw rate, etc. Can be adopted. The “actual turning state quantity” is the actual turning state quantity of the vehicle, and the “actual turning state quantity detector” that detects the actual turning state quantity is a known appropriate sensor according to the type of turning state quantity employed, and If necessary, it may be configured to include means for converting the detected value of the sensor into the turning state quantity employed by calculation. In view of the fact that detection and estimation are relatively easy and that many of the current vehicles are equipped with a lateral G sensor, a lateral G sensor is adopted as a turning state quantity detector, and the lateral G is set as a turning state quantity. It is desirable to adopt. The “theoretical turning state amount” is estimated based on the motor operation amount. For example, if a certain motor operation amount, the wheel has a certain turning amount, and if a certain turning amount, a certain turning amount. It means the amount of turning state estimated based on the process of becoming a state. Specifically, for example, it may be estimated based on a map in which turning state amounts corresponding to various turning amounts are stored, and a calculation indicating a relationship between these turning amounts and turning state amounts. It may be estimated based on an expression.

本項における「転舵装置異常検知装置」は、上述したような、実旋回状態量と理論旋回状態量とに基づいて異常の検知が可能な装置とされている。より詳しく言えば、例えば、モータがある作動量となる場合に当然なるべき旋回状態と、実際の旋回状態を比較することで、モータの作動量と車輪の実際の転舵量とが一致しているか否かを認定し、その認定に基づいて転舵装置の異常を検知する装置とすることが可能である。検知される「転舵装置の異常」は、その異常の種類が特に限定されるものではなく、本項の態様における転舵装置異常検知装置は、例えば、後に説明するような、モータの駆動力の伝達機構の異常、つまり、メカニカルな構造の部分に生じるような異常を検知するように構成することも可能であり、また、モータ作動量検出器、転舵量検出器等のセンサの異常を検出するように構成することも可能である。なお、転舵装置異常検知装置は、演算,パラメータの比較等の処理を中心とする処理を実行する装置であることから、コンピュータを主体とする装置とすることが可能である。   The “steering device abnormality detection device” in this section is a device capable of detecting an abnormality based on the actual turning state amount and the theoretical turning state amount as described above. More specifically, for example, by comparing the turning state that should be natural when the motor has a certain operation amount with the actual turning state, the operation amount of the motor and the actual turning amount of the wheel match. It is possible to make a device that detects whether or not the steering device is abnormal based on the recognition. The detected “abnormality of the steering device” is not particularly limited in the type of abnormality, and the steering device abnormality detection device in the aspect of this section is, for example, a motor driving force as described later. It can also be configured to detect abnormalities in the transmission mechanism, i.e., abnormalities that occur in the mechanical structure, and sensor abnormalities such as motor operation amount detectors and steering amount detectors can be detected. It can also be configured to detect. Note that the steering device abnormality detection device is a device that executes processing centered on processing such as calculation and parameter comparison, and therefore can be a computer-based device.

(2)前記転舵装置異常検知装置が、理論旋回状態量と実旋回状態量との差が設定された閾量を超えた場合に、前記転舵装置が異常であると認定して、その異常を検知するものである(1)項に記載の車両用ステアリングシステム。   (2) When the steering device abnormality detecting device determines that the difference between the theoretical turning state amount and the actual turning state amount exceeds a set threshold amount, the turning device is determined to be abnormal, The vehicle steering system according to item (1), which detects an abnormality.

先に説明したように、転舵装置が正常に作動している場合には、理論旋回状態量と実旋回状態量とは原則的には一致、あるいは、外乱等があったとしても大きな差とはならない。本項に記載の態様は、そのことを利用して異常を検知する態様である。閾量は、例えば、外乱等によって通常生じうる理論旋回状態量と実旋回状態量とのずれ等を考慮し、適切な値に設定することが望ましい。   As explained above, when the steering device is operating normally, the theoretical turning state quantity and the actual turning state quantity are basically the same, or there is a large difference even if there is a disturbance or the like. Must not. The mode described in this section is a mode in which an abnormality is detected using this. The threshold amount is preferably set to an appropriate value in consideration of, for example, a deviation between a theoretical turning state amount and an actual turning state amount that can normally occur due to a disturbance or the like.

(3)前記転舵装置異常検知装置が、前記モータ作動量検出器によって検出されたモータ作動量に基づいて理論旋回状態量を推定する理論旋回状態量推定部を有する(1)項または(2)項に記載の車両用ステアリングシステム。   (3) The steering device abnormality detection device includes a theoretical turning state amount estimation unit that estimates a theoretical turning state amount based on the motor operation amount detected by the motor operation amount detector. The steering system for a vehicle according to the item.

本項に記載の態様は、転舵装置異常検知装置が自ら理論旋回状態量を推定する態様である。   The mode described in this section is a mode in which the turning device abnormality detection device estimates the theoretical turning state amount by itself.

(4)前記理論旋回状態量推定部が、前記モータ作動量検出器によって検出されたモータ作動量と、車両走行速度とに基づいて理論旋回状態量を推定するものである(3)項に記載の車両用ステアリングシステム。   (4) The theoretical turning state amount estimation unit estimates the theoretical turning state amount based on the motor operation amount detected by the motor operation amount detector and the vehicle traveling speed. Vehicle steering system.

旋回状態は、概ね、転舵量と車両走行速度との2つのパラメータによって決定することが可能である。その2つのパラメータに基づけば、比較的正確に理論旋回状態量を推定することが可能である。   The turning state can generally be determined by two parameters, the amount of steering and the vehicle traveling speed. Based on these two parameters, it is possible to estimate the theoretical turning state amount relatively accurately.

(5)前記転舵装置異常検知装置が、旋回状態量を変動させる要因が大きい場合に、前記転舵装置の異常の検知を行わないようにされた(1)項ないし(4)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。   (5) Any of the items (1) to (4), wherein the steering device abnormality detection device is configured not to detect the abnormality of the steering device when there is a large factor that varies the amount of turning state. A vehicle steering system according to claim 1.

車両が旋回している場合には、車輪のスリップによって横すべりが生じる。車両の走行速度が大きい場合、転舵量が大きい場合等にその横すべりが大きくなり、また、路面μが小さい場合にも車両の横すべりは大きくなって、正確な理論旋回状態量を推定することが困難となる。つまり、それら「車両走行速度が過大となること」等は、旋回状態量を変動させる要因となるのである。本項の態様は、そのことを考慮した態様であり、旋回状態量変動要因の大きさを判断して異常検知処理の実行の有無を決定する態様である。具体的には、例えば、車両走行速度が、設定された速度を超えている場合に検知を行わないとする態様、モータ作動量が中立作動位置からの作動量を表す場合にその作動量がある閾量を超えている場合に検知を行わないとする態様、ブレーキシステム等から得られる路面μ情報に基づいて路面μが設定された値より小さい場合に検知を行わないとする態様等、あるいは、それらの複数を組み合わせたような態様等、種々の態様とすることができる。   When the vehicle is turning, a slip occurs due to wheel slip. When the running speed of the vehicle is high, the side slip becomes large when the turning amount is large, etc., and when the road surface μ is small, the side slip of the vehicle becomes large, and an accurate theoretical turning state amount can be estimated. It becomes difficult. That is, these “the vehicle traveling speed becomes excessive” and the like are factors that cause the amount of turning state to fluctuate. The mode of this section is a mode that takes this into consideration, and is a mode of determining whether or not the abnormality detection process is performed by determining the magnitude of the turning state amount variation factor. Specifically, for example, an aspect in which detection is not performed when the vehicle traveling speed exceeds a set speed, and when the motor operation amount represents an operation amount from the neutral operation position, the operation amount is present. A mode in which detection is not performed when the threshold amount is exceeded, a mode in which detection is not performed when the road surface μ is smaller than a set value based on road surface μ information obtained from a brake system, or the like, or It can be set as various aspects, such as an aspect which combined those plurality.

(6)前記転舵装置異常検知装置が、前記転舵装置の異常として、前記転舵装置における前記モータの駆動力の伝達機構の異常を検知する駆動力伝達機構異常検知部を有する(1)項ないし(5)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。   (6) The steering device abnormality detection device includes a driving force transmission mechanism abnormality detection unit that detects an abnormality of the driving force transmission mechanism of the motor in the steering device as an abnormality of the steering device. Item 6. The vehicle steering system according to any one of Items (5) to (5).

本項に記載の態様は、転舵装置、詳しくは、転舵装置における駆動力伝達機構のメカ的な部分の動作不良,不具合等に起因する異常を検知する態様である。本項に記載の態様によれば、モータ作動量検出器が正常に機能していると認定できる場合において、例えば、伝達機構を構成するいずれかの構成要素の固定不良(例えば、ガタ等),各構成要素間の相対位置ずれ,いずれかの構成要素の破損等に起因する異常等を検知することが可能である。   The mode described in this section is a mode for detecting an abnormality caused by a malfunction or failure of a mechanical part of the steering device, specifically, a mechanical force transmission mechanism in the steering device. According to the aspect described in this section, in the case where it can be determined that the motor operation amount detector is functioning normally, for example, any improper fixing of any component constituting the transmission mechanism (for example, looseness), It is possible to detect an abnormality or the like caused by a relative positional shift between the constituent elements, a breakage of one of the constituent elements, or the like.

(7)前記転舵装置が、車輪の転舵量を検出する転舵量検出器を有し、前記転舵装置異常検知装置が、前記伝達機構と前記転舵量検出器とのいずれが異常であるかを認定する異常箇所認定部を有する(6)項に記載の車両用ステアリングシステム。   (7) The turning device has a turning amount detector that detects a turning amount of a wheel, and the turning device abnormality detection device is abnormal in either the transmission mechanism or the turning amount detector. The steering system for a vehicle according to item (6), which has an abnormal part recognition unit that recognizes whether or not.

一方、操舵装置に、複数の検出器を設けることにより転舵制御の利便性,信頼性を向上させることができる。そのため、車輪の転舵量を直に検出する転舵量検出器を設けることが考えられる。そのような場合、モータ作動量と転舵量検出器によって検出される転舵量とが整合していない場合に、転舵量検出器と伝達機構とのいずれに異常があるか判定することが困難な状況にある。本項の態様は、そのような場合に効果的な態様である。例えば、上記モータ作動量と転舵量検出器により検出された転舵量とを整合させる処理を実行した場合において、その後取得された上記理論旋回状態量と上記実旋回状態量とが一致しないときに、転舵量検出装置により検出された転舵量を基にもう1つの理論旋回状態量である第2の理論旋回状態量を推定し、その第2理論旋回状態量と上記実旋回状態量とが一致しない場合に、転舵量検出器が異常であると認定することが可能である。また、第2理論旋回状態量と実旋回状態量とが一致する場合であっても、モータ作動量に基づく理論旋回状態量と実旋回状態量とが一致していない場合に、上記伝達機構が異常であると認定することが可能である。なお、転舵量を検出する「転舵量検出器」は、その具体的な構造が特に限定されるものではない。転舵ロッドの移動位置を直接的にあるいは間接的に検出するものであることが望ましい。例えば、直接的に検出するものとしては、インダクトシン,マグネスケール等を採用可能であり、間接的なものとしては、例えば、転舵ロッドにラックを形成し、それと噛合するピニオンを設けて(伝達機構とは別系統である)、そのピニオンの回転量をエンコーダ,レゾルバ等によって検出するような構造とすることが可能である。   On the other hand, the convenience and reliability of steering control can be improved by providing a plurality of detectors in the steering device. Therefore, it is conceivable to provide a turning amount detector that directly detects the turning amount of the wheel. In such a case, when the motor operation amount and the turning amount detected by the turning amount detector do not match, it is possible to determine which of the turning amount detector and the transmission mechanism is abnormal. It is a difficult situation. The mode of this section is an effective mode in such a case. For example, when the process of matching the motor operation amount and the turning amount detected by the turning amount detector is executed, the theoretical turning state amount acquired after that and the actual turning state amount do not match Then, a second theoretical turning state quantity, which is another theoretical turning state quantity, is estimated based on the turning quantity detected by the turning quantity detection device, and the second theoretical turning state quantity and the actual turning state quantity are estimated. Can be recognized as abnormal when the steering amount detector is abnormal. Further, even when the second theoretical turning state quantity and the actual turning state quantity coincide with each other, when the theoretical turning state quantity based on the motor operation amount and the actual turning state quantity do not coincide with each other, the transmission mechanism is It can be recognized as abnormal. The specific structure of the “steering amount detector” for detecting the amount of steering is not particularly limited. It is desirable to detect the moving position of the steered rod directly or indirectly. For example, inductosin, magnescale or the like can be used as a direct detection, and as an indirect one, for example, a rack is formed on the steered rod and a pinion that meshes with it is provided ( It is possible to adopt a structure in which the rotation amount of the pinion is detected by an encoder, resolver, or the like.

(8)当該車両用ステアリングシステムが、ステアリング操作部材に加えられた操舵力によらず、前記転舵装置が有する前記モータを制御して前記ステアリング操作部材の操作に応じた車輪の転舵を行うシステムである(1)項ないし(7)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。   (8) The vehicle steering system controls the motor of the steering device to steer the wheels according to the operation of the steering operation member, regardless of the steering force applied to the steering operation member. The vehicle steering system according to any one of (1) to (7), which is a system.

本項に記載の態様は、いわゆるステアバイワイヤ型のステアリングシステムとしての態様である。先に説明したように、ステアバイワイヤ型のシステムでは、ステアリング操作部材と転舵装置とが分離されているため、転舵装置の異常を検出する意義が大きい。   The mode described in this section is a mode as a so-called steer-by-wire type steering system. As described above, in the steer-by-wire system, the steering operation member and the steered device are separated from each other. Therefore, it is significant to detect an abnormality of the steered device.

(9)当該車両用ステアリングシステムが、ステアリング操作部材に加えられた操作力の前記転舵装置への伝達を可能とする操作力伝達装置を備え、
前記転舵装置異常検知装置が、前記転舵装置の異常を検知した場合に、前記操作力伝達装置を制御して操作力による車輪の転舵の実行を可能とする操作力依拠転舵実現部を有する(8)項に記載の車両用ステアリングシステム。
(9) The vehicle steering system includes an operation force transmission device that enables transmission of the operation force applied to the steering operation member to the steering device,
When the turning device abnormality detection device detects an abnormality of the turning device, the operation force-based turning realizing unit that controls the operation force transmission device and enables the wheel to be turned by the operation force. The vehicle steering system according to item (8).

本項における操作力伝達装置は、ステアリング操作部材に加えられた操作力による転舵動作を可能とする装置であり、例えば、モータへの電力供給が絶たれるような事態,制御装置が失陥したような事態等が発生した場合において、有効性を発揮する手段となる。本項の態様は、転舵装置の異常が検知された場合に、そのような装置を利用して、適切な操舵を可能とするものであり、本項の態様によれば、信頼性の高いステアバイワイヤ型ステアリングシステムが実現することになる。   The operating force transmission device in this section is a device that enables a turning operation by the operating force applied to the steering operation member. For example, a situation where the power supply to the motor is cut off, or the control device has failed. When such a situation occurs, it becomes a means to demonstrate effectiveness. The aspect of this section enables appropriate steering using such a device when an abnormality of the steering apparatus is detected. According to the aspect of this section, high reliability is achieved. A steer-by-wire type steering system will be realized.

(パワーステアリングシステムへの適用)
パワーステアリングシステムでは、ステアリング操作部材と転舵装置とが機械的な連結が維持されており、ステアリング操作部材の操作量と車輪の転舵量とは原則的に整合する構造とされている。しかし、パワーステアリングシステムでは、転舵装置に設けられたモータの駆動力によって操作力がアシストされるため、転舵動作の過渡的な状態において、操作量と転舵量とが整合しない状況となる。例えば、そのモータからの伝達機構に異常が生じている場合、適切なアシスト力が得られない等によって、操作量に対して転舵量が充分に追従しない状態、平たく言えば、転舵動作が遅れるような状態等が生じる。したがって、操舵操作の過渡的な状態において、上記理論旋回状態量と上記実旋回状態量との関係をモニタすれば、転舵装置の異常を検知することが可能である。具体的には、例えば、理論旋回状態量の変化に対する実旋回状態量の変化の遅れが設定値を超える場合に、伝達機構に異常があると認定し、それを検知するような態様とすることができる。このような態様とすることで、パワーステアリングシステムにおいても、当該システムが自身の異常を認識することが可能となるのである。
(Application to power steering system)
In the power steering system, the mechanical connection between the steering operation member and the steering device is maintained, and the operation amount of the steering operation member and the steering amount of the wheel are basically matched. However, in the power steering system, since the operation force is assisted by the driving force of the motor provided in the steering device, the operation amount and the steering amount do not match in a transitional state of the steering operation. . For example, when there is an abnormality in the transmission mechanism from the motor, the steering amount does not sufficiently follow the operation amount because the appropriate assist force cannot be obtained, etc. A situation such as a delay occurs. Therefore, it is possible to detect an abnormality in the steering device by monitoring the relationship between the theoretical turning state quantity and the actual turning state quantity in a transient state of the steering operation. Specifically, for example, when the delay in the change in the actual turning state amount with respect to the change in the theoretical turning state amount exceeds the set value, it is determined that the transmission mechanism is abnormal and is detected. Can do. By adopting such an aspect, even in a power steering system, the system can recognize its own abnormality.

以下、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition to the following examples, the present invention is implemented in various modes including various modes modified and improved based on the knowledge of those skilled in the art, including the mode described in the above [Mode of Invention]. be able to.

図1に、一実施例である車両用ステアリングシステムを概略的に示す。本システムは、操作部10と転舵部12とが機械的に分離され、ステアリング操作部材としてのステアリングホイール14に加えられる操作力によらずに、転舵部12に設けられた動力源の動力によって転舵車輪(以下、単に「車輪」という場合がある)16を転舵するステアリングシステムである。また、本システムは、異常が発生した場合など、必要に応じて操作部10と転舵部12とを機械的に連結する連結部18を備えている。そのため、例えば、転舵部12の動力源を使用できない場合等には、連結部18によって操作力を転舵部12に伝達し、ステアリングホイール14へ加えられた操作力によって、車輪の転舵を行うことができるようにされている。   FIG. 1 schematically shows a vehicle steering system according to an embodiment. In this system, the operation unit 10 and the steering unit 12 are mechanically separated, and the power of the power source provided in the steering unit 12 is not dependent on the operation force applied to the steering wheel 14 as a steering operation member. Is a steering system that steers a steered wheel (hereinafter sometimes simply referred to as “wheel”) 16. Moreover, this system is provided with the connection part 18 which mechanically connects the operation part 10 and the steering part 12 as needed, when abnormality generate | occur | produces. Therefore, for example, when the power source of the steered portion 12 cannot be used, the operating force is transmitted to the steered portion 12 by the connecting portion 18, and the wheels are steered by the operating force applied to the steering wheel 14. Have been able to do.

操作部10には、ステアリングホイール14と、そのステアリングホイール14を操作可能に支持するステアリング操作装置(以下、単に「操作装置」と略する場合がある)20とが設けられている。操作装置20は、操舵操作が入力される装置であり、車両後方側つまり運転者側の端部である後方端部にステアリングホイール14が取り付けられたメインシャフト30と、そのメインシャフト30を回転可能に保持するとともに、スプリングによってステアリングホイール14に中立位置に向かう向きの操作反力を付与するばね反力機構32と、ステアリングホイール14の操作量である操作角を取得するための操作角センサ34、およびメインシャフト30に駆動力を付与することでステアリングホイール14に操作反力を付与する反力モータ36を備えている。   The operation unit 10 is provided with a steering wheel 14 and a steering operation device (hereinafter sometimes simply referred to as “operation device”) 20 that supports the steering wheel 14 so as to be operable. The operating device 20 is a device to which a steering operation is input, and a main shaft 30 having a steering wheel 14 attached to a rear end portion that is an end portion on the vehicle rear side, that is, a driver side, and the main shaft 30 can be rotated. A spring reaction force mechanism 32 that applies an operation reaction force toward the neutral position to the steering wheel 14 by a spring, and an operation angle sensor 34 for obtaining an operation angle that is an operation amount of the steering wheel 14. A reaction force motor 36 that applies an operation reaction force to the steering wheel 14 by applying a driving force to the main shaft 30 is provided.

連結部18は、操作力を転舵部12側に出力する出力シャフト38と、メインシャフト30と出力シャフト38との間の操作力の伝達の有無を切り換えるべく、それらのそれらの連結の有無を切り換える電磁クラッチ40とを備えている。電磁クラッチ40は、電力が供給されない消磁状態においてメインシャフト30と出力シャフト38とを連結し、励磁状態においてその連結を解除するものとされている。出力シャフト38は、ユニバーサルジョイント50およびインタミディエイトシャフト52を介して転舵部12の操作力入力軸54と接続されており、操作力を転舵部12に出力するようにされている。このような構成により、連結部18が操作力伝達装置として機能するものとなっている。   The connecting portion 18 determines whether or not the connection between the output shaft 38 that outputs the operating force to the steered portion 12 and the presence or absence of transmission of the operating force between the main shaft 30 and the output shaft 38 is switched. And an electromagnetic clutch 40 for switching. The electromagnetic clutch 40 connects the main shaft 30 and the output shaft 38 in a demagnetized state where power is not supplied, and releases the connection in an excited state. The output shaft 38 is connected to the operating force input shaft 54 of the steered portion 12 via the universal joint 50 and the intermediate shaft 52, and outputs the operating force to the steered portion 12. With such a configuration, the connecting portion 18 functions as an operating force transmission device.

転舵部12には、転舵動作を行う、つまり、車輪16を転舵させる転舵装置60が設けられている。転舵装置60は、ハウジング62と、そのハウジング62を車幅方向に貫通した状態で支持された転舵ロッド64とを備えている。その転舵ロッド64は、両端部において、ボールジョイント66を介してタイロッド68と連結されている。タイロッド68は、もう1つのボールジョイント70を介して車輪16を回転可能に保持するステアリングナックル72に固定されたナックルアーム74に連結されている。転舵装置60は、転舵ロッド64を左右に駆動することによってステアリングナックル72を回動させ、車輪16の転舵を行うのである。   The turning unit 12 is provided with a turning device 60 that performs a turning operation, that is, turns the wheels 16. The steered device 60 includes a housing 62 and a steered rod 64 supported while penetrating the housing 62 in the vehicle width direction. The steered rod 64 is connected to a tie rod 68 via a ball joint 66 at both ends. The tie rod 68 is connected to a knuckle arm 74 fixed to a steering knuckle 72 that rotatably holds the wheel 16 via another ball joint 70. The steered device 60 turns the steering knuckle 72 by driving the steered rod 64 to the left and right to steer the wheels 16.

図2に、転舵装置60の下から見た断面を示す。本実施例において、転舵装置60は、2つの転舵モータ(以下、単に「モータ」と略記する場合がある)80,82によって転舵ロッド64を駆動する第一駆動部84と、操作力によって転舵ロッド64を駆動する第二駆動部86とを備えている。第二駆動部86は、上記操作力入力軸54と一体的に接続されたピニオンギヤ90と、そのピニオンギヤ90と噛み合うように転舵ロッド64に形成されたラックギヤ92とを含んで構成されている。上述の連結部18の機能によって、ピニオンギヤ90は、電磁クラッチ40が消磁状態(連結状態)にされている場合には操舵力よって回転させられるが、電磁クラッチ40が励磁状態(非連結状態)にされている場合には、操作力によっては回転させられない。すなわち、電磁クラッチ40が消磁状態にされている場合には、ピニオンギヤ90は操舵操作の操作力によって回転させられて転舵ロッド64を軸方向に駆動するが、電磁クラッチ40が励磁状態にされている場合には、ピニオンギヤ90は転舵ロッド64の転舵動作、すなわち軸方向移動に伴って回転させられるようにされている。なお、通常時には、第一駆動部84によって転舵が行われるため、電磁クラッチ40が励磁状態とされて操作力が第二駆動部86に伝達されない状態とされている。   In FIG. 2, the cross section seen from the bottom of the steering apparatus 60 is shown. In the present embodiment, the steering device 60 includes a first drive unit 84 that drives the steered rod 64 by two steered motors (hereinafter simply referred to as “motors”) 80 and 82, and an operating force. And a second drive part 86 for driving the steered rod 64. The second drive unit 86 includes a pinion gear 90 that is integrally connected to the operation force input shaft 54, and a rack gear 92 that is formed on the steered rod 64 so as to mesh with the pinion gear 90. By the function of the connecting portion 18 described above, the pinion gear 90 is rotated by the steering force when the electromagnetic clutch 40 is in a demagnetized state (connected state), but the electromagnetic clutch 40 is in an excited state (non-connected state). If it is, it cannot be rotated by operating force. That is, when the electromagnetic clutch 40 is in a demagnetized state, the pinion gear 90 is rotated by the operating force of the steering operation to drive the steered rod 64 in the axial direction, but the electromagnetic clutch 40 is in the excited state. If so, the pinion gear 90 is rotated in accordance with the turning operation of the turning rod 64, that is, the axial movement. In addition, since the steering is performed by the first drive unit 84 at normal times, the electromagnetic clutch 40 is in an excited state, and the operation force is not transmitted to the second drive unit 86.

なお、転舵装置60には、ピニオンギヤ90の回転位置を取得するためのセンサである転舵量センサ94が設けられている。ピニオンギヤ90は、転舵ロッド64が軸方向に移動するのに伴い回転させられるため、ピニオンギヤ90の回転位置を取得することによって、転舵ロッド64の移動量、即ち、転舵量を取得することができるようになっている。つまり、転舵量センサ94は、転舵量検出器としての機能を有するものとされている。   The turning device 60 is provided with a turning amount sensor 94 that is a sensor for acquiring the rotational position of the pinion gear 90. Since the pinion gear 90 is rotated as the steered rod 64 moves in the axial direction, the movement amount of the steered rod 64, that is, the steered amount is obtained by obtaining the rotational position of the pinion gear 90. Can be done. That is, the steering amount sensor 94 has a function as a steering amount detector.

第一駆動部84は、2つの転舵モータ80,82、すなわち、右側転舵モータ(図において左側のモータ)80と、左側転舵モータ(図において右側のモータ)82と、ハウジング62に軸受を介して回転可能に保持されて2つの転舵モータ80,82によって回転駆動されるモータ軸96と、そのモータ軸96の回転によって転舵ロッド64を軸方向に移動させるボールねじ機構98とを備えている。2つの転舵モータ80,82は、転舵ロッド64の軸線方向に並んで配設されている。また、2つの転舵モータ80,82の各々は、ハウジング62の内周面に固定されたステータコイル100と、モータ軸96の外周部に固定された永久磁石102とを含んで構成されている。モータ軸96は、中空状にされており、その中空状の部分を転舵ロッド64が相対移動可能な状態で貫通している。ボールねじ機構98は、モータ軸96の一端部に相対回転不能に固定されたボールナット110と、そのボールナット110が保持するベアリングボール112を介して螺合するところの転舵ロッド64に形成されたボールねじ114とを含んで構成されている。そのボールねじ機構98は、モータ軸96(詳しくは、ボールナット)の回転を転舵ロッド64の軸線方向の移動に変換することにより、2つの転舵モータ80,82の駆動力を転舵力に変換するための機構、つまり、モータの駆動力の伝達機構(以下、「駆動力伝達機構」という場合がある)として機能するものとなっている。   The first drive unit 84 has two steering motors 80, 82, that is, a right steering motor (left motor in the figure) 80, a left steering motor (right motor in the figure) 82, and a housing 62. A motor shaft 96 that is rotatably supported by the two steering motors 80 and 82, and a ball screw mechanism 98 that moves the steering rod 64 in the axial direction by the rotation of the motor shaft 96. I have. The two steered motors 80 and 82 are arranged side by side in the axial direction of the steered rod 64. Each of the two steered motors 80 and 82 includes a stator coil 100 fixed to the inner peripheral surface of the housing 62 and a permanent magnet 102 fixed to the outer peripheral portion of the motor shaft 96. . The motor shaft 96 has a hollow shape, and penetrates the hollow portion in a state in which the steered rod 64 can be relatively moved. The ball screw mechanism 98 is formed on a ball nut 110 fixed to one end portion of the motor shaft 96 so as not to be relatively rotatable and a steered rod 64 that is screwed through a bearing ball 112 held by the ball nut 110. And a ball screw 114. The ball screw mechanism 98 converts the rotation of the motor shaft 96 (specifically, a ball nut) into movement of the steered rod 64 in the axial direction, thereby converting the driving force of the two steered motors 80 and 82 into the steered force. It functions as a mechanism for converting to a motor, that is, a motor driving force transmission mechanism (hereinafter also referred to as “driving force transmission mechanism”).

また、転舵装置60には、右側転舵モータ80の右側(図における左側)に、モータ軸96の回転角度を取得するためのモータ回転角センサ120が設けられている。モータ回転角センサ120は、モータ軸96とともに回転するパルスロータの回転角度を電磁ピックアップによって検出するものとされている。つまり、モータ回転角はモータ作動量であり、モータ回転角センサ120がモータ作動量検出器としての機能を有するものとされている。   Further, the steering device 60 is provided with a motor rotation angle sensor 120 for acquiring the rotation angle of the motor shaft 96 on the right side (left side in the drawing) of the right steering motor 80. The motor rotation angle sensor 120 detects the rotation angle of the pulse rotor that rotates together with the motor shaft 96 by an electromagnetic pickup. That is, the motor rotation angle is a motor operation amount, and the motor rotation angle sensor 120 has a function as a motor operation amount detector.

図3に、ボールねじ機構98を拡大して示す。モータ軸96の一端部の内周には、段付の保持部130が形成されており、その保持部130内に上述のボールナット110が相対回転不能に保持されている。保持部130の開口部には雌ねじ132が形成され、その雌ねじ132に、外周に雄ねじ134が形成されたロックリング136が螺合されることにより、ボールナット110のモータ軸96に対する軸方向移動が禁止される構造となっているされている(図3(a)参照)。なお、ロックリング136の中央に貫通穴138が形成され、その貫通穴138を貫通して転舵ロッド64が軸方向移動可能に配設されている。   FIG. 3 shows an enlarged view of the ball screw mechanism 98. A stepped holding portion 130 is formed on the inner periphery of one end of the motor shaft 96, and the above-described ball nut 110 is held in the holding portion 130 so as not to be relatively rotatable. A female screw 132 is formed in the opening of the holding portion 130, and a lock ring 136 having a male screw 134 formed on the outer periphery thereof is screwed into the female screw 132, whereby the ball nut 110 moves in the axial direction with respect to the motor shaft 96. The structure is prohibited (see FIG. 3A). A through hole 138 is formed at the center of the lock ring 136, and the steered rod 64 is disposed so as to be movable in the axial direction through the through hole 138.

本ステアリングシステムは、自身が備えるステアリング電子制御ユニット(ステアリングECU、以下、単にECUという場合がある)200によって制御される。図4に機能ブロックを示すように、ECU200は、コンピュータ202を主体として、各種モータおよび各種装置等の駆動回路等を含んで構成されている。コンピュータ202は入出力インタフェース203を備え、その入出力インタフェース203に、操作角センサ34,モータ回転角センサ120,転舵量センサ94,車輪速センサ204,実旋回状態量検出器としての横加速度センサ(図には横Gセンサと示されている。以下、本文内においても横Gセンサと記載する場合がある。)206等の各種センサが接続されている。また、入出力インタフェース203には、運転者に対して各種の情報を表示するインジケータ210(インストゥルメントパネルに設けられている。図1参照)が接続されている。さらに、入出力インタフェース203には、それぞれの駆動回路212を介して、反力モータ36、2つの転舵モータ80,82および電磁クラッチ40等が接続されている。ECU200のコンピュータ202の記憶部には、転舵制御プログラムや異常検知プログラムなどの種々のプログラムおよび制御に用いられる各種のデータ等が記憶されている。   This steering system is controlled by a steering electronic control unit 200 (steering ECU, hereinafter simply referred to as ECU) 200 provided in the steering system. As shown in the functional blocks in FIG. 4, the ECU 200 includes a drive circuit such as various motors and various devices, with a computer 202 as a main component. The computer 202 includes an input / output interface 203. The input / output interface 203 includes an operation angle sensor 34, a motor rotation angle sensor 120, a turning amount sensor 94, a wheel speed sensor 204, and a lateral acceleration sensor as an actual turning state amount detector. (It is shown as a lateral G sensor in the figure. Hereinafter, it may be referred to as a lateral G sensor in the text.) Various sensors such as 206 are connected. The input / output interface 203 is connected to an indicator 210 (provided on the instrument panel, see FIG. 1) for displaying various information to the driver. Further, the reaction force motor 36, the two steered motors 80 and 82, the electromagnetic clutch 40, and the like are connected to the input / output interface 203 through the respective drive circuits 212. The storage unit of the computer 202 of the ECU 200 stores various programs such as a steering control program and an abnormality detection program, various data used for control, and the like.

ECU200は、機能に関して言えば、操舵操作に応じて車輪16の転舵を行う転舵制御部220(反力モータ36による操作反力の制御等をも行う)を備える。具体的には、転舵制御部220は、操作角センサ34の検出信号に基づいて取得された操作角から目標転舵量を決定し、その目標転舵量に対応するモータ回転角を目標モータ回転角として、モータ回転角センサによって検出される実際のモータ回転角と目標モータ回転角との偏差が減少するようにモータ80,82をフィードバック制御し、操舵操作に応じた車輪16の転舵を行う。つまり、本システムでは、モータ回転角を転舵装置60の制御値とする転舵動作の制御を行っている。なお、転舵制御部220は、通常時は、電磁クラッチ40への励磁電力の供給によって、操作部10と転舵部12との非連結状態を維持する制御も行っている。   In terms of functions, the ECU 200 includes a steering control unit 220 that performs steering of the wheels 16 according to a steering operation (also performs control of an operation reaction force by the reaction force motor 36 and the like). Specifically, the steering control unit 220 determines the target turning amount from the operation angle acquired based on the detection signal of the operation angle sensor 34, and sets the motor rotation angle corresponding to the target turning amount to the target motor. As the rotation angle, the motors 80 and 82 are feedback-controlled so that the deviation between the actual motor rotation angle detected by the motor rotation angle sensor and the target motor rotation angle is reduced, and the wheel 16 is steered according to the steering operation. Do. That is, in this system, the steering operation is controlled using the motor rotation angle as the control value of the steering device 60. Note that the steering control unit 220 normally performs control to maintain the disconnected state between the operation unit 10 and the steering unit 12 by supplying excitation power to the electromagnetic clutch 40.

ECU200は、さらに、モータ回転角または転舵量に基づいて理論横加速度を推定する理論旋回状態量推定部222と、転舵装置60の異常を検知するための異常検知部224と、車両の横すべりが大きい場合等、横Gを変動させる要因(旋回状態量変動要因の一種である)が大きい場合において後に説明する異常検知処理を禁止する変動要因依拠検知禁止部226と、異常検知部224において転舵装置60に異常が発生したことが検知された場合に、運転者の操舵操作力による転舵制御を実現するための操作力依拠転舵実現部228とを備える。詳しく言えば、異常検知部224は、上述の理論旋回状態量推定部222において推定される理論横G(理論旋回状態量の一種である)と横Gセンサ206によって取得される実横G(実旋回状態量の一種である)とを比較することにより転舵装置60に異常が発生したことを検知する駆動力伝達機構異常検知部230と、転舵装置60の異常を検知した場合に、転舵量センサ94によって検出される転舵量に基づいて推定される第2理論横Gと実横Gとを比較することにより、ボールねじ機構98と転舵量センサ206とのいずれに異常が発生しているかを認定する異常箇所認定部232とを有する。   The ECU 200 further includes a theoretical turning state amount estimation unit 222 that estimates the theoretical lateral acceleration based on the motor rotation angle or the turning amount, an abnormality detection unit 224 that detects an abnormality of the turning device 60, and a side slip of the vehicle. In the case where the factor causing the lateral G to fluctuate (a kind of variation factor of the turning state amount) is large, the fluctuation factor dependence detection prohibiting unit 226 that prohibits the abnormality detection processing described later and the abnormality detecting unit 224 When it is detected that an abnormality has occurred in the rudder device 60, an operation force-based steering realizing unit 228 is provided for realizing the steering control by the steering operation force of the driver. More specifically, the anomaly detection unit 224 includes the theoretical lateral G (which is a kind of theoretical turning state quantity) estimated by the above-described theoretical turning state quantity estimation unit 222 and the actual lateral G (actual side) acquired by the lateral G sensor 206. The driving force transmission mechanism abnormality detection unit 230 that detects that an abnormality has occurred in the turning device 60 by comparing the amount of rotation state) and the turning device 60 when an abnormality is detected. By comparing the second theoretical lateral G and the actual lateral G estimated based on the steering amount detected by the steering amount sensor 94, an abnormality occurs in either the ball screw mechanism 98 or the steering amount sensor 206. And an abnormal point recognition unit 232 for certifying whether or not

ECU200によって実行される異常検知処理についてさらに説明すれば、例えば、運転者の操舵操作に応じた目標転舵量だけ車輪を転舵すべく、モータ80,82が所定の回転角度回転したとしても、実際の転舵量が目標転舵量と一致しない場合には、モータ回転角に基づいて推定される理論横Gと、横Gセンサ206によって検出される実横Gとが一致しないこととなる。本システムにおける異常検知処理は、そのような場合に、モータ回転角センサ120が正常であることを前提として、転舵装置60に異常が発生したと認定し、さらに転舵量センサ94による転舵量と車速とに基づいて第2理論横加速度を推定することにより、ボールねじ機構98と転舵量センサ94とのいずれの異常であるかを認定する処理を行う。   If the abnormality detection process executed by the ECU 200 is further described, for example, even if the motors 80 and 82 are rotated by a predetermined rotation angle in order to steer the wheels by a target turning amount according to the steering operation of the driver, When the actual turning amount does not match the target turning amount, the theoretical lateral G estimated based on the motor rotation angle and the actual lateral G detected by the lateral G sensor 206 do not coincide. In such a case, the abnormality detection processing in this system recognizes that an abnormality has occurred in the steering device 60 on the assumption that the motor rotation angle sensor 120 is normal, and further performs the turning by the turning amount sensor 94. By estimating the second theoretical lateral acceleration based on the amount and the vehicle speed, a process for identifying which of the ball screw mechanism 98 and the turning amount sensor 94 is abnormal is performed.

本実施例では、説明を単純化するために、ボールねじ機構98の異常として特定の現象に限定して説明を行うことにする。その現象は、前述したロックリング136の緩みである。図3(b)に示すように、ボールねじ機構98においてロックリング136が緩んだ場合に、ボールナット110がモータ軸96に対して軸方向に移動可能な状態となる。いわゆるガタが生じた状態である。その状態で転舵モータ80,82が回転させられても、ボールナット110がモータ軸96とともに回転しつつ軸方向に移動することとなり、転舵ロッド64の軸方向移動が遅れたり、要求された移動量と実際の移動量とが異なって期待される転舵量が得られないといった事態が発生する。また、転舵モータ80,82が停止している状態であっても、ガタの分のボールナット110の移動により転舵ロッド64が移動して車輪16の転舵角が変化する可能性もある。そのように駆動力伝達機構としてのボールねじ機構98に異常が生じている場合には、理論横Gは実横Gに一致しなくなるのである。なお、その状態においても、転舵量センサ94により実際の転舵量が正確に検出されているならば、第2理論横Gは実横Gと一致することとなる。   In the present embodiment, in order to simplify the description, the description will be made by limiting to a specific phenomenon as an abnormality of the ball screw mechanism 98. The phenomenon is the loosening of the lock ring 136 described above. As shown in FIG. 3 (b), when the lock ring 136 is loosened in the ball screw mechanism 98, the ball nut 110 is movable in the axial direction with respect to the motor shaft 96. This is a state in which a so-called play has occurred. Even if the steered motors 80 and 82 are rotated in this state, the ball nut 110 moves in the axial direction while rotating together with the motor shaft 96, and the axial movement of the steered rod 64 is delayed or requested. A situation occurs in which the expected amount of turning cannot be obtained because the amount of movement differs from the actual amount of movement. Further, even when the steered motors 80 and 82 are stopped, the steered rod 64 may move due to the movement of the ball nut 110 corresponding to the looseness, and the steered angle of the wheels 16 may change. . As described above, when an abnormality occurs in the ball screw mechanism 98 as the driving force transmission mechanism, the theoretical lateral G does not coincide with the actual lateral G. Even in this state, if the actual turning amount is accurately detected by the turning amount sensor 94, the second theoretical lateral G coincides with the actual lateral G.

一方、転舵装置60が備える転舵量センサ94に異常がある場合にも、当該システムは、適正な転舵制御が行い得ない状態となる。転舵量センサ94は、イグニッションキーが挿入されてON状態とされた時の整合処理(いわゆるキャリブレーション)において利用される。整合処理では、転舵量センサ94によって検出された転舵量に操作角が整合するように、反力モータ36を駆動させてステアリングホイール14が回転させられ、また、検出された転舵量を基に、その転舵量に相当するモータ回転角の値が、その時点のモータ回転角として設定される。したがって、転舵量センサ94に異常が生じている場合には、車輪16の中立位置と、ステアリングホイール14の中立位置とがずれ、また、車輪の中立位置とモータ80,82の中立作動位置とがずれるといった不具合が発生するのである。ここで、説明を単純化するために、本実施例では、転舵量センサ94の異常を、そのような中立位置のずれが発生するような異常に特定することにする。本システムでは、そのような転舵量センサ94の異常を、異常検知処理を実行することにより、システム自身により監視している。具体的には、転舵量センサ94に異常が生じている場合には、ボールねじ機構98が正常であって転舵モータ80,82の回転量が正確な転舵量として伝達されたとしても、理論横Gおよび第2理論横Gはいずれも実横加速度と一致しない状態となる。本システムでは、このような現象を監視することにより、転舵量センサ94の異常を検知するような処理を行うようにされている。   On the other hand, even when there is an abnormality in the steering amount sensor 94 included in the steering device 60, the system is in a state where appropriate steering control cannot be performed. The steered amount sensor 94 is used in alignment processing (so-called calibration) when the ignition key is inserted and turned on. In the alignment process, the reaction force motor 36 is driven to rotate the steering wheel 14 so that the operation angle matches the turning amount detected by the turning amount sensor 94, and the detected turning amount is set. Based on this, the value of the motor rotation angle corresponding to the turning amount is set as the motor rotation angle at that time. Therefore, when an abnormality has occurred in the turning amount sensor 94, the neutral position of the wheel 16 is shifted from the neutral position of the steering wheel 14, and the neutral position of the wheel and the neutral operation position of the motors 80 and 82 are determined. This causes a problem such as slippage. Here, in order to simplify the description, in this embodiment, the abnormality of the steering amount sensor 94 is specified as an abnormality that causes such a shift in the neutral position. In this system, such an abnormality of the steering amount sensor 94 is monitored by the system itself by executing an abnormality detection process. Specifically, if an abnormality has occurred in the turning amount sensor 94, even if the ball screw mechanism 98 is normal and the rotation amounts of the turning motors 80 and 82 are transmitted as accurate turning amounts, The theoretical lateral G and the second theoretical lateral G are not in agreement with the actual lateral acceleration. In this system, such a phenomenon is monitored to perform a process for detecting an abnormality of the steering amount sensor 94.

次に、異常検知処理の具体的な説明を行う。異常検知処理は、ECU200が異常検知プログラムを短い時間間隔(例えば50msec)をおいて繰り返し実行することによって行われる。異常検知プログラムのフローチャートを図5に示し、フローチャートに沿って異常検知処理を説明する。なお、上述のように転舵装置60等の制御は転舵制御プログラムによって行われ、その転舵制御プログラムは、転舵装置60の異常が検知された際に、転舵装置60等の作動の態様を変更する処理を行うようなプログラムとなっている。   Next, the abnormality detection process will be specifically described. The abnormality detection process is performed by the ECU 200 repeatedly executing the abnormality detection program with a short time interval (for example, 50 msec). FIG. 5 shows a flowchart of the abnormality detection program, and the abnormality detection process will be described along the flowchart. As described above, the steering device 60 and the like are controlled by the steering control program. The steering control program operates the steering device 60 and the like when an abnormality is detected in the steering device 60. The program performs a process of changing the aspect.

まず、ステップS1(以下、単にS1と略記する。他のステップについても同様とする)において、モータ80,82の作動量であるモータ回転角θが検出される。詳しく言えば、モータ回転角センサ120による検出値がモータ回転角θとして取得される。ちなみに、モータ回転角θは、先に説明した整合処理(キャリブレーション処理)で整合させられた中立作動位置からのモータ80,82の作動位置を表す値であり、中立作動位置を0とするアブソリュート値として取得される。   First, in step S1 (hereinafter simply referred to as S1. The same applies to other steps), the motor rotation angle θ that is the operation amount of the motors 80 and 82 is detected. More specifically, the value detected by the motor rotation angle sensor 120 is acquired as the motor rotation angle θ. Incidentally, the motor rotation angle θ is a value representing the operating position of the motors 80 and 82 from the neutral operating position aligned by the alignment process (calibration process) described above, and the absolute operating position is 0. Get as value.

次いで、S2において、一定期間車両の操舵角が保たれている保舵状態であるか否かが判定される。本プログラムの前回以前の実行によって検出されたモータ回転角θは、設定時間(例えば0.3sec)記憶されており、本実施例においては、その設定時間内のモータ回転角θの変化量が予め設定された値より小さい場合に保舵状態であると判定される。モータ回転角θが設定値以上変化している場合には、車両が保舵状態にないので、S2の判定がNOとなり、本プログラムの1回の実行が終了する。車両が保舵状態にない場合には、操舵の過渡的な状態であり、ステアリング操作に対する車両の挙動の遅れ等により、推定横Gと実横Gとが不一致となることから、異常検知処理を行わないこととされているのである。一方、車両が保舵状態である場合にはS2の判定がYESとなり、S3に進んで、異常検知処理が行われる。なお、本プログラムでは、モータ回転角センサ120の検出値によって、保舵状態を判定しているが、操舵制御プログラムにおいてステアリングホイール14の操作角に基づいて目標モータ回転角が求められているため、その目標モータ回転角の変化の状態に基づいて、保舵状態であるか否かの判定を行うことも可能である。また、ステアリングホイール14の操作角の変化に基づいて、保舵状態であるか否かの判定を行うことも可能である。さらに、本実施例においては、本プログラムの毎回の実行において、保舵状態の判定を行っているが、上記設定時間ごとに保舵状態の判定を行うようにすることも可能である。   Next, at S2, it is determined whether or not the vehicle is in a steered state in which the steering angle of the vehicle is maintained for a certain period. The motor rotation angle θ detected by the previous execution of this program is stored for a set time (for example, 0.3 sec), and in this embodiment, the amount of change in the motor rotation angle θ within the set time is previously stored. When it is smaller than the set value, it is determined that the steering is maintained. If the motor rotation angle θ has changed by more than the set value, the vehicle is not in the steered state, so the determination in S2 is NO and one execution of this program ends. When the vehicle is not in the steering holding state, it is a transient state of steering, and the estimated lateral G and the actual lateral G do not match due to a delay in the behavior of the vehicle with respect to the steering operation. It is supposed not to do. On the other hand, if the vehicle is in the steering-holding state, the determination in S2 is YES, and the process proceeds to S3, where the abnormality detection process is performed. In this program, the steering state is determined based on the detection value of the motor rotation angle sensor 120, but the target motor rotation angle is obtained based on the operation angle of the steering wheel 14 in the steering control program. Based on the change state of the target motor rotation angle, it is also possible to determine whether or not the vehicle is in the steered state. It is also possible to determine whether or not the steering wheel 14 is in a state of being held based on the change in the operation angle of the steering wheel 14. Furthermore, in this embodiment, the steered state is determined every time the program is executed. However, the steered state may be determined at each set time.

続くS3では、車両走行速度(以下、「車速」と略す場合がある)Vが検出される。本実施例においては、4つの車輪16のそれぞれに車輪速センサ204が配設されており、それら車輪速センサ204により検出された4つの車輪速の平均値が車速Vとして取得される。次に、S4において、その車速Vが設定速度V0より大きいか否かが判断される。車速Vが設定速度V0よりも大きい場合には、車両の過大な横すべり等が発生して、推定横Gを正確に推定できない可能性が高いことから、異常検知処理の実行を禁止するための処置である。すなわち、その場合には、S4の判定がNOとなり本プログラムの1回の実行が終了する。それに対して、車速Vが設定速度V0以下である場合には、S4の判定がYESとなりS5に進む。 In the subsequent S3, the vehicle traveling speed (hereinafter may be abbreviated as “vehicle speed”) V is detected. In the present embodiment, a wheel speed sensor 204 is provided for each of the four wheels 16, and an average value of the four wheel speeds detected by the wheel speed sensors 204 is acquired as the vehicle speed V. Next, in S4, whether or not the vehicle speed V is greater than the set speed V 0 is determined. When the vehicle speed V is higher than the set speed V 0, there is a high possibility that an excessive side slip of the vehicle will occur and the estimated lateral G cannot be accurately estimated. It is a treatment. That is, in this case, the determination in S4 is NO, and one execution of this program ends. On the other hand, if the vehicle speed V is less than or equal to the set speed V 0 , the determination in S4 is YES and the process proceeds to S5.

S5において、先に取得されたモータ回転角θと車速Vとに基づいて理論横加速度Gy1が推定される。ECU200には、各車速Vについてモータ回転角θと発生するはずの横Gとの関係を示すデータが、図6に示すような本車両固有の特性を考慮したマップデータとして記憶されている。例えば、車速がV1である場合には、モータ回転角θと横Gとの関係は、V1と指し示す直線のような関係となっている。なお、図には速度の遅い方から順にV1、V2およびV3の場合を例示している。このマップデータに基づいて推定される横加速度が、理論横加速度Gy1として取得される。 In S5, the theoretical lateral acceleration Gy 1 is estimated based on the previously obtained motor rotation angle θ and vehicle speed V. In the ECU 200, data indicating the relationship between the motor rotation angle θ and the lateral G that should be generated for each vehicle speed V is stored as map data in consideration of the characteristics unique to the vehicle as shown in FIG. For example, when the vehicle speed is V 1 , the relationship between the motor rotation angle θ and the lateral G is a relationship like a straight line indicating V 1 . In the figure, the cases of V 1 , V 2 and V 3 are illustrated in order from the lowest speed. The lateral acceleration estimated based on this map data is acquired as the theoretical lateral acceleration Gy 1 .

次にS6において、実横加速度Gy0が検出される。詳しく言えば、横Gセンサ206によって検出された検出値が、実横加速度Gy0として取得される。続いてS7に進み、理論横加速度Gy1と実横加速度Gy0との差の絶対値が予め設定された設定された閾量ΔGyより小さいか否かが判断される。閾量ΔGyは検出誤差等を考慮した値とされている。差が閾量ΔGyより小さい場合、つまり、理論横加速度Gy1と実横加速度Gy0と実質的に一致していると判断される場合には、転舵装置60に異常がないと認定される。すなわち、S7の判定がYESとなり、本プログラムの1回の実行が終了する。それに対して、理論横加速度Gy1と実横加速度Gy0との差が閾量ΔGy以上である場合には、S7の判定がNOとなり、S8以下に進む。 Next, in S6, the actual lateral acceleration Gy 0 is detected. Specifically, the detection value detected by the lateral G sensor 206 is acquired as the actual lateral acceleration Gy 0 . Then the process proceeds to S7, the theoretical lateral acceleration Gy 1 and the actual lateral acceleration Gy 0 and the threshold amount ΔGy whether the difference is less than the absolute value is set which is set in advance of the difference is determined. The threshold amount ΔGy is a value that considers detection errors and the like. When the difference is smaller than the threshold amount ΔGy, that is, when it is determined that the theoretical lateral acceleration Gy 1 and the actual lateral acceleration Gy 0 substantially coincide with each other, it is recognized that there is no abnormality in the steering device 60. . That is, the determination in S7 is YES, and one execution of this program ends. On the other hand, if the difference between the theoretical lateral acceleration Gy 1 and the actual lateral acceleration Gy 0 is greater than or equal to the threshold amount ΔGy, the determination in S7 is NO, and the process proceeds to S8 and later.

S8においては、車輪16の転舵量δが検出される。詳しくは、転舵量センサ94によって検出された検出値が、転舵量δとして取得される。続くS9において、その転舵量δと車速Vとに基づいて、第2理論横加速度Gy2が推定される。具体的に言えば、転舵量δおよび車速Vと横Gについても、図6に示すマップデータと類似のマップデータが予め記憶されており、それに基づいて第2理論横加速度Gy2が推定される。 In S8, the turning amount δ of the wheel 16 is detected. Specifically, the detection value detected by the turning amount sensor 94 is acquired as the turning amount δ. In subsequent S9, on the basis of its steering amount δ and the vehicle speed V, the second theoretical lateral acceleration Gy 2 is estimated. More specifically, map data similar to the map data shown in FIG. 6 is stored in advance for the steering amount δ, the vehicle speed V, and the lateral G, and the second theoretical lateral acceleration Gy 2 is estimated based on the map data. The

次のS10において、第2理論横加速度Gy2と実横加速度Gy0との差の絶対値が設定値ΔGyより小さいか否かが判定される。なお、設定値ΔGyはS7において利用される値と同じ値であってもよいし、異なる値に設定されてもよい。すなわち、第2理論横加速度Gy2と実横加速度Gy0とが実質的に一致すると判断される場合には、S10の判定がYESとなる。この場合は、転舵装置60に異常が生じているが、第2理論横加速度Gy2と実横加速度Gy0とが実質的に一致していることにより、転舵量センサ94の検出値が実際の転舵量を正確に反映しているとみなすことができ、S11において、ボールねじ機構98、つまり、駆動力伝達機構に異常が生じていると認定される。ボールねじ機構98に異常が生じている場合には、S12において、その旨を運転者に報知するための報知処理が実行される。具体的には、インジケータ210に対して、その旨の異常表示を行うための指示が出力される。 In the next S10, the absolute value whether or not the setting value ΔGy smaller than the difference between the second theoretical lateral acceleration Gy 2 and the actual lateral acceleration Gy 0 is determined. The set value ΔGy may be the same value as the value used in S7 or may be set to a different value. That is, if it is determined that the second theoretical lateral acceleration Gy 2 and the actual lateral acceleration Gy 0 substantially match, the determination in S10 is YES. In this case, although abnormality in the steering device 60 has occurred, by a second theoretical lateral acceleration Gy 2 and the actual lateral acceleration Gy 0 is substantially coincident, the detection value of the turning amount sensor 94 It can be considered that the actual steered amount is accurately reflected, and it is determined in S11 that an abnormality has occurred in the ball screw mechanism 98, that is, the driving force transmission mechanism. If an abnormality has occurred in the ball screw mechanism 98, a notification process for notifying the driver of the fact is executed in S12. Specifically, an instruction for performing an abnormal display to that effect is output to the indicator 210.

一方、第2理論横加速度Gy2と実横加速度Gy0との差が設定値ΔGyを越えている場合には、S10の判定がNOとなる。上述のように、理論横加速度Gy1と第2理論横加速度Gy2とのいずれもが実横加速度Gy0とが実質的に一致しない場合は、転舵量センサ94に異常が生じていると考えられ。そのため、その場合には、S13に進んで転舵量センサ94に異常が生じていることが認定され、続いて、S14において、その旨を運転者に報知するための報知処理が実行される。具体的には、先の報知処理と同様に、インジケータ210に対して、その旨の異常表示を行うための指示が出力される。 On the other hand, if the difference between the second theoretical lateral acceleration Gy 2 and the actual lateral acceleration Gy 0 exceeds the set value ΔGy, the determination in S10 is NO. As described above, if neither the theoretical lateral acceleration Gy 1 nor the second theoretical lateral acceleration Gy 2 is substantially equal to the actual lateral acceleration Gy 0 , the steering amount sensor 94 is abnormal. Think. Therefore, in that case, it progresses to S13, it is recognized that abnormality has arisen in the steering amount sensor 94, and the alerting | reporting process for alert | reporting that to a driver | operator is subsequently performed in S14. Specifically, as in the previous notification process, an instruction for performing an abnormal display to that effect is output to the indicator 210.

S12およびS14のいずれに進んだ場合であっても、その後S15に進んで、操作力操舵に切り換えられる。具体的には、転舵モータ80,82と反力モータ36とへの電流の供給が禁止され、さらに、電磁クラッチ40が非励磁状態とされて操作部10と転舵部12とが接続されて、ステアリングホイール14になされた操舵操作の操作力による車輪の転舵が可能となるようにされる。以上で本プログラムの1回の実行が終了する。   Regardless of whether the process proceeds to S12 or S14, the process proceeds to S15 and the operation force steering is switched. Specifically, supply of current to the steering motors 80 and 82 and the reaction force motor 36 is prohibited, and the electromagnetic clutch 40 is brought into a non-excited state so that the operation unit 10 and the steering unit 12 are connected. Thus, the wheel can be steered by the operation force of the steering operation performed on the steering wheel 14. This completes one execution of the program.

以上の説明から明らかなように、本実施例においては、ECU200の異常検知プログラムを実行する部分のうちS5およびS9を実行する部分を含んで理論旋回状態量推定部222が構成されている。また、S7を実行する部分を含んで駆動力伝達機構異常検知部230が構成され、S10,S11およびS13を実行する部分を含んで異常箇所認定部232が構成されており、それらによって、異常検知部224が構成されている。さらに、S4を実行する部分を含んで変動要因依拠検知禁止部226が構成され、S15を実行する部分を含んで操作力依拠転舵実現部228が構成されている。そして、それら理論旋回状態量推定部222と、異常検知部224と、変動要因依拠検知禁止部226と、操作力依拠転舵実現部228とを含んで、転舵装置異常検知装置が構成されているのである。   As is apparent from the above description, in the present embodiment, the theoretical turning state quantity estimating unit 222 is configured to include the portions that execute S5 and S9 among the portions that execute the abnormality detection program of the ECU 200. In addition, the driving force transmission mechanism abnormality detection unit 230 is configured including the part that executes S7, and the abnormal part recognition unit 232 is configured including the part that executes S10, S11, and S13, and thereby, abnormality detection is performed. Part 224 is configured. Further, the variation factor dependence detection prohibiting unit 226 is configured to include the part that executes S4, and the operation force-based steering realizing unit 228 is configured to include the part that executes S15. Then, the turning device abnormality detection device is configured including the theoretical turning state amount estimation unit 222, the abnormality detection unit 224, the variation factor dependence detection prohibition unit 226, and the operation force dependence steering realization unit 228. It is.

本実施例のシステムによれば、転舵装置60の異常を正確に検知することができる。また、異常を検知した場合に、操作力による操舵に切り換えることにより、信頼性の高いステアバイワイヤ型ステアリングシステムが実現されている。以上、本発明をステアバイワイヤ型ステアリングシステムに適用した場合について説明したが、いわゆるパワーステアリングシステムにおいても、理論横加速度と実横加速度とに基づいて、当該システムが自身の異常を認識することが可能である。   According to the system of the present embodiment, the abnormality of the steering device 60 can be detected accurately. In addition, when an abnormality is detected, a highly reliable steer-by-wire type steering system is realized by switching to steering by operating force. As described above, the case where the present invention is applied to the steer-by-wire type steering system has been described. However, even in a so-called power steering system, the system can recognize its own abnormality based on the theoretical lateral acceleration and the actual lateral acceleration. It is.

本発明の一実施例であるステアリングシステムを概念的に示す図である。1 is a diagram conceptually showing a steering system that is one embodiment of the present invention. FIG. 図1に示すステアリングシステムが備える転舵装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the steering apparatus with which the steering system shown in FIG. 図2に示す転舵装置が有するボールねじ機構を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the ball screw mechanism which the steering apparatus shown in FIG. 2 has. 図1に示すステアリングシステムの制御装置を説明するための機能ブロック図である。It is a functional block diagram for demonstrating the control apparatus of the steering system shown in FIG. 図4に示す制御装置によって実行される異常検知プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the abnormality detection program performed by the control apparatus shown in FIG. 理論横加速度を推定するためのマップデータを模式的に示すチャートである。It is a chart which shows typically map data for estimating theoretical lateral acceleration.

符号の説明Explanation of symbols

10:操作部 12:転舵部 14:ステアリングホイール(ステアリング操作部材) 16:車輪 18:連結部 20:操作装置 60:転舵装置 80,82:転舵モータ 84:第一駆動部 86:第二駆動部 94:転舵量センサ(転舵量検出器) 98:ボールねじ機構(駆動力伝達機構) 120:モータ回転角センサ(モータ作動量検出器) 200:ステアリング電子制御ユニット(ECU)(転舵装置異常検知装置) 204:車輪速センサ 206:横Gセンサ(実旋回状態量検出器) 220:転舵制御部 222:理論旋回状態量推定部 224:異常検知部 226:変動要因依拠検知禁止部 228:操作力依拠転舵実現部 230:駆動力伝達機構異常検知部 232:異常箇所認定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Operation part 12: Steering part 14: Steering wheel (steering operation member) 16: Wheel 18: Connection part 20: Operation apparatus 60: Steering apparatus 80, 82: Steering motor 84: 1st drive part 86: 1st Second drive unit 94: Steering amount sensor (steering amount detector) 98: Ball screw mechanism (driving force transmission mechanism) 120: Motor rotation angle sensor (motor operation amount detector) 200: Steering electronic control unit (ECU) ( 204: Wheel speed sensor 206: Lateral G sensor (actual turning state amount detector) 220: Steering control unit 222: Theoretical turning state amount estimation unit 224: Abnormality detection unit 226: Detection of variation factor Prohibition unit 228: Operation force-based steering realization unit 230: Driving force transmission mechanism abnormality detection unit 232: Abnormal point recognition unit

Claims (4)

ステアリング操作部材と、
そのステアリング操作部材の操作角を検出する操作角センサと、
(A)車幅方向に往復移動可能に設けられて車輪を転舵する転舵ロッドと、(B)モータと、(C)そのモータの駆動力を前記転舵ロッドの往復運動力として伝達する伝達機構と、(D)前記モータの作動量を検出するモータ作動量検出器と、(E)車輪の転舵量を検出する転舵量検出器とを備えた転舵装置と、
(i)車両の始動時に、前記転舵量検出器によって検出された転舵量を基に、その転舵量に相当するモータ作動量をその時点の前記モータ作動量検出器によって検出されるモータ動作量として設定する整合処理を実行するとともに、(ii)前記操作角センサによって検出された前記ステアリング操作部材の操作角に基づいて、目標転舵量を決定し、その目標転舵量に対応するモータ作動量を目標モータ作動量として、その目標モータ作動量に対する前記モータ作動量検出器によって検出される実際のモータ作動量の偏差が減少するように前記モータをフィードバック制御することで、前記ステアリング操作部材の操作に応じた車輪の転舵を実行する制御装置と、
実際の車輪の転舵量に依拠する実際の車両の旋回状態を指標する実旋回状態量を検出する実旋回状態量検出器と、
その実旋回状態量検出器および前記モータ作動量検出器が正常であることを前提として、(a)前記モータ作動量検出器によって検出されたモータ作動量に依拠して推定される理論的な車両の旋回状態を指標する第1理論旋回状態量と、前記実旋回状態量検出器によって検出される実旋回状態量とに基づき、それら第1理論旋回状態量と実旋回状態量との差が設定された閾値を超えた場合に、前記転舵装置が異常であることを検知するとともに、(b)前記転舵量検出器により検出された転舵量に依拠して推定される理論的な車両の旋回状態を指標する第2理論旋回状態量を推定し、その第2理論旋回状態量と前記実旋回状態量とが一致しない場合に、前記転舵装置において前記転舵量検出器が異常であると認定し、それら第2理論旋回状態量と実旋回状態量とが一致している場合に、前記転舵装置において前記伝達機構が異常であると認定する転舵装置異常検知装置と
を備えたステアバイワイヤ型の車両用ステアリングシステム。
A steering operation member;
An operation angle sensor for detecting an operation angle of the steering operation member;
(A) A steering rod that is provided so as to reciprocate in the vehicle width direction and steers the wheel, (B) a motor , and (C) a driving force of the motor is transmitted as a reciprocating motion force of the steering rod A steering mechanism comprising: a transmission mechanism; (D) a motor operation amount detector that detects an operation amount of the motor ; and (E) a steering amount detector that detects a steering amount of a wheel ;
(i) At the start of the vehicle, based on the turning amount detected by the turning amount detector, a motor operating amount corresponding to the turning amount is detected by the motor operating amount detector at that time. (Ii) determining a target turning amount based on the operation angle of the steering operation member detected by the operation angle sensor, and corresponding to the target turning amount. By using the motor operation amount as a target motor operation amount, the steering operation is performed by feedback-controlling the motor so that the deviation of the actual motor operation amount detected by the motor operation amount detector with respect to the target motor operation amount is reduced. A control device that performs steering of the wheel according to the operation of the member;
An actual turning state amount detector that detects an actual turning state amount that indicates the actual turning state of the vehicle that depends on the actual wheel turning amount;
Assuming that the actual turning state amount detector and the motor operation amount detector are normal, (a) a theoretical vehicle estimated based on the motor operation amount detected by the motor operation amount detector. a first theoretical turning state quantity that indicates a turning state, a difference between the-out based on the actual turning state quantity detected by the actual turning state quantity detector, they first theoretical turning state quantity and the actual turning state quantity When the set threshold is exceeded, it is detected that the turning device is abnormal, and (b) a theoretical value that is estimated based on the turning amount detected by the turning amount detector. When the second theoretical turning state quantity indicating the turning state of the vehicle is estimated and the second theoretical turning state quantity does not match the actual turning state quantity, the turning amount detector is abnormal in the turning device. The second theoretical turning state quantity and actual turning When the quantity of state and matches, steer-by-wire type steering system of a vehicle equipped with a steering device abnormality detection apparatus in which the transmission mechanism in the turning device is recognized as abnormal.
前記転舵装置異常検知装置が、
前記モータ作動量検出器によって検出されたモータ作動量と車両走行速度とに基づいて前記第1理論旋回状態量を推定するとともに、前記転舵量検出器により検出された転舵量車両走行速度とに基づいて前記第2理論旋回状態量を推定する理論旋回状態量推定部を有する請求項1に記載の車両用ステアリングシステム。
The steering device abnormality detection device,
The first theoretical turning state amount is estimated based on the motor operation amount detected by the motor operation amount detector and the vehicle travel speed, and the turning amount vehicle travel speed detected by the steering amount detector 2. The vehicle steering system according to claim 1, further comprising a theoretical turning state quantity estimating unit that estimates the second theoretical turning state quantity based on
前記転舵装置異常検知装置が、旋回状態量を変動させる要因が大きい場合に、前記転舵装置の異常の検知を行わないようにされた請求項1または請求項2に記載の車両用ステアリングシステム。3. The vehicle steering system according to claim 1, wherein the steering device abnormality detection device is configured not to detect abnormality of the steering device when a factor that varies the amount of turning state is large. . 当該車両用ステアリングシステムが、前記ステアリング操作部材に加えられた操作力の前記転舵装置への伝達を可能とする操作力伝達装置を備え、
前記転舵装置異常検知装置が、前記転舵装置の異常を検知した場合に、前記操作力伝達装置を制御して操作力による車輪の転舵の実行を可能とする操作力依拠転舵実現部を有する請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
Steering system for that vehicle, an operation force transmission device capable of transmitting to the steering device of the operation force said applied to the steering operation member,
When the turning device abnormality detection device detects an abnormality of the turning device, the operation force-based turning realizing unit that controls the operation force transmission device and enables the wheel to be turned by the operation force. The vehicle steering system according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
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