JP4622851B2 - Vehicle steering device - Google Patents
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Description
本発明は、操作力によらず、転舵装置の駆動力によって車輪を転舵する車両用ステアリング装置に関し、特に転舵装置の失陥に備えたステアリング装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering device that steers wheels by a driving force of a steering device regardless of operating force, and more particularly to a steering device that is prepared for a failure of the steering device.
現在、車両にステアバイワイヤ式のステアリング装置を採用することが検討されている。そのステアバイワイヤ式のステアリング装置は、ステアリングホイール等の操作部材に入力された操作力が転舵装置に伝達されず、操作部材になされた操作を検出し、その検出された操作に基づいて転舵装置を電気的に制御することによって車輪を転舵するステアリング装置である。そのようなステアバイワイヤ式のステアリング装置が、下記特許文献1〜4に記載されている。そのステアリング装置は、操舵操作を行うための操作装置や転舵装置の失陥に対処する手段が設けられる場合がある。例えば、下記特許文献1には、反力モータの失陥時に、ばね部材の弾性力によって操作部材に反力を付与する装置が記載されている。また、例えば、下記特許文献2には、転舵装置の駆動力源としての転舵モータや、その転舵モータを制御する制御装置等が2系統設けられたステアリング装置が記載されている。そのステアリング装置は、転舵モータ,制御装置等が1系統失陥しても、残りの転舵力発生源によって転舵を行うことができるようにされている。さらに、例えば、下記特許文献3には、転舵装置が駆動力を発生することができなくなった場合等に、操作力によって車輪の転舵を行うため、操作部材に入力された操作力を転舵装置に伝達する機構が記載されている。
しかしながら、上記特許文献1に記載された技術では、例えば、転舵装置の失陥時に操作力を転舵装置に伝達する場合に、操舵反力が過剰になるという問題がある。また、上記特許文献2に記載の記述では、2系統の制御装置が互いの状態を監視しなければならず制御が複雑になること、転舵装置等が2系統とも失陥した場合に対応できないこと等の問題がある。さらに、上記特許文献3に記載の技術では、転舵装置が失陥した場合に、いきなり操作力による転舵を行わねばならなくなり、運転者に大きな負担を強いることとなる虞がある。このような問題は、従来から検討されているステアバイワイヤ式のステアリング装置の問題の一例であり、そのステアリング装置には種々の問題がある。すなわち、従来から検討されているステアバイワイヤ式のステアリング装置には、転舵装置の失陥に、より適切に対応できるようにする等、実用性を向上させるための種々の観点からの改良の余地がある。本発明は、そういった実情を鑑みてなされたものであり、より実用的な車両用ステアリング操作装置を得ることを課題としてなされたものである。
However, the technique described in Patent Document 1 has a problem that, for example, when the operating force is transmitted to the steering device when the steering device fails, the steering reaction force becomes excessive. Moreover, in the description of the said
上記課題を解決するために、本発明の第1のステアリング装置は、それぞれが自身の駆動力によって車輪を転舵する複数の転舵系統を含んで構成された転舵装置と、操舵操作に対する反力である操舵反力を操作部材に付与する操舵反力付与装置とを備えたステアバイワイヤ式のステアリング装置とされ、その操舵反力付与装置が、1の反力発生装置と、その1の反力発生装置とは別に、複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが失陥した一部失陥時にのみ操舵反力を発生させる失陥時反力発生装置とを備えることで、一部失陥時において、操舵反力を正常時よりも大きくするように構成されたことを特徴とする。より具体的には、複数の転舵系統の各々が、駆動力源に供給される電力を制御するとともに、自身が属する転舵系統が正常である場合に正常時電力を失陥時反力発生装置に継続して供給する一方、自身が属する転舵系統が失陥した場合に正常時電力を失陥時反力発生装置に供給しないように構成された駆動電力制御器を備え、かつ、失陥時反力発生装置が、(1)それぞれが、操舵操作に応じて互いに相対動作させられるとともに、その相対動作する方向と交差する方向に相対変位可能に支持され、その交差する方向における相対変位量が設定範囲内となる場合にだけ、互いに係合して相対動作に対する抵抗力を発生させる2つの相対動作体と、(2)複数の駆動電力制御器のうちの正常時電力を供給しないものが1つ増加する毎に2つの相対動作体を設定された向きに設定量ずつ相対変位させ、(a)複数の駆動電力制御器のうちの設定数を超えない一部のものの正常時電力が供給されない場合に、2つの相対動作体の相対変位量が設定範囲内になり、(b)複数の駆動電力制御器のうちの設定数を超えるものの正常時電力が供給されない場合に、2つの相対動作体の相対変位量が設定範囲を超えるように構成された相対変位装置とを備えることによって、複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが正常時電力を供給しない場合に操舵反力を発生させるように構成されたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a first steering device of the present invention includes a steering device configured to include a plurality of steering systems each of which steers a wheel with its own driving force, and an anti-steering operation. A steer-by-wire type steering device including a steering reaction force applying device that applies a steering reaction force, which is a force, to the operation member, the steering reaction force applying device includes one reaction force generation device and one reaction force In addition to the force generation device, a failure reaction force generation device that generates a steering reaction force only at the time of a partial failure in which some of the plurality of steering systems that do not exceed the set number have failed is provided. Thus, in the case of partial failure, the steering reaction force is configured to be larger than normal. More specifically, each of the plurality of steering systems controls the power supplied to the driving force source, and when the steering system to which the steering system belongs is normal, the normal power is generated when the failure occurs. The system is equipped with a drive power controller that is configured not to supply normal power to the reaction force generator at the time of failure when the steering system to which it belongs has failed while continuously supplying to the device. The falling reaction force generators (1) are moved relative to each other according to the steering operation and supported so as to be relatively displaceable in a direction intersecting with the direction of relative movement, and the relative displacement in the intersecting direction. Only when the amount is within the set range, two relative action bodies that engage with each other to generate a resistance force to the relative action, and (2) one that does not supply normal power among a plurality of drive power controllers Two phases for every increment of When the operating body is relatively displaced by a set amount in the set direction, and (a) some of the plurality of driving power controllers that do not exceed the set number are not supplied with normal power, the two relative operating bodies The relative displacement amount of the two relative motion bodies is within the set range when (b) the set number of drive power controllers exceeds the set number but normal power is not supplied. The system is configured to generate a steering reaction force when a part of the plurality of steering systems that does not exceed the set number does not supply normal power by including a relative displacement device configured to exceed It is characterized by that.
本発明の第2のステアリング装置は、複数の転舵系統のうちの設定数を超えたものが失陥した多数失陥時に、操作力によって車輪を転舵するために、操作部材に入力された操作力を転舵装置に伝達する伝達機構とを備えた上記ステアバイワイヤ式のステアリング装置とされ、操舵反力付与装置が、上記一部失陥時に、操作部材に付与する操舵反力を正常時の操舵反力よりも大きくする一方、上記多数失陥時に、一部失陥時よりも操舵反力を小さくするように構成されたことを特徴とする。本発明の第3のステアリング装置は、上記ステアバイワイヤ式のステアリング装置とされ、操舵反力付与装置が、上記一部失陥時において、操作部材に付与する操舵反力を、操舵操作の速さに基づいて正常時の操舵反力よりも大きくするように構成されたことを特徴とする。 The second steering device of the present invention is inputted to the operation member to steer the wheel by the operation force when a large number of the plurality of steering systems exceeding the set number has failed. The steer-by-wire steering device includes a transmission mechanism that transmits an operating force to the steering device. When the steering reaction force applying device is in a partial failure state, the steering reaction force applied to the operation member is normal. The steering reaction force is configured to be larger than the steering reaction force, while the steering reaction force is made smaller at the time of the majority failure than at the time of the partial failure. A third steering device of the present invention is the steer-by-wire type steering device, and the steering reaction force applying device applies the steering reaction force applied to the operating member when the partial failure occurs, to the speed of the steering operation. Based on the above, it is configured to be larger than the normal steering reaction force.
本発明の第1のステアリング装置によれば、失陥時反力発生装置によって、一部失陥時に操舵反力を増大させて、素速い操舵操作を抑制することで転舵部の負担を軽減することができる。本発明の第2のステアリング装置によれば、一部失陥時において、操舵反力を増大させて、素速い操舵操作を抑制するとともに、多数失陥時において、一部失陥時より操舵反力を小さくすることで、操作力によって車輪を転舵する際の運転者の負担を軽減することができる。本発明の第3のステアリング装置によれば、操舵操作の速さに基づいて操舵反力を増大させることで、より効果的に素速い操舵操作を抑制することができる。すなわち、本発明によれば実用的なステアリング装置が得られるのである。なお、本発明のステアリング装置の各種態様およびそれらの作用および効果については、以下の、〔発明の態様〕の項において詳しく説明する。 According to the first steering device of the present invention, the reaction force generating device at the time of failure reduces the burden on the steered portion by increasing the steering reaction force at the time of partial failure and suppressing quick steering operation. can do. According to the second steering device of the present invention, the steering reaction force is increased at the time of a partial failure to suppress a quick steering operation, and at the time of a large number of failures, the steering reaction is more effective than at the time of the partial failure. By reducing the force, it is possible to reduce the burden on the driver when the wheel is steered by the operation force. According to the third steering device of the present invention, by increasing the steering reaction force based on the speed of the steering operation, the quick steering operation can be suppressed more effectively. That is, according to the present invention, a practical steering device can be obtained. Various aspects of the steering device of the present invention and their functions and effects will be described in detail in the following [Aspect of the Invention] section.
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。)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、請求可能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、各項の態様から一部の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”) 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 for the purpose of facilitating the understanding of the claimable invention, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting the claimable invention 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 some constituent elements are deleted from the aspect of each item can be an aspect of the claimable invention.
なお、以下の各項において、(1)項,(7)項,(8)項,(9)項,(13)項を合わせたものが請求項1に相当し、請求項1に(14)項の技術的特徴を付加したものが請求項2に、請求項1または請求項2に(4)項の技術的特徴を付加したものが請求項3に、請求項3に(3)項の技術的特徴を付加したものが請求項4に、それぞれ相当する。また、(1)項と(3)項と(4)項とを合わせたものが請求項5に、(1)項と(2)項とを合わせたものが請求項6に、それぞれ相当する。
In each of the following items, the combination of items (1) , (7), (8), (9), and (13) corresponds to claim 1, and (14) The technical features of (4) are added to the second aspect, and the technical features of (4) are added to the first or second aspect of claim (3). These technical features are added to the fourth aspect. Further, the combination of paragraphs (1), (3) and (4) corresponds to claim 5 , and the combination of paragraphs (1) and (2) corresponds to claim 6. .
(1)操舵操作がなされる操作部材と、
それぞれが駆動力源を有してその駆動力源の駆動力によって車輪を転舵する複数の転舵系統を含んで構成された転舵装置と、
操舵操作に対する反力である操舵反力を前記操作部材に付与する装置であって、前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが失陥した一部失陥時において、前記操作部材に付与する操舵反力を正常時よりも大きくする操舵反力付与装置と
を備えたステアリング装置。
(1) an operation member that is steered;
A steering device configured to include a plurality of steering systems each having a driving force source and steering a wheel by the driving force of the driving force source,
A device that applies a steering reaction force, which is a reaction force to a steering operation, to the operation member, and when a part of the plurality of steering systems that does not exceed a set number has failed A steering apparatus comprising: a steering reaction force applying device that increases a steering reaction force applied to the operation member more than normal.
本項に記載の転舵装置は、複数の転舵系統を備えており、設定数を超えない一部の転舵系統が失陥した一部失陥時に、失陥していない転舵系統によって車輪を転舵する力である転舵力を発生させることができる。具体的には、例えば、2つの転舵系統のうちの1つが失陥した場合には残る1つの転舵系統によって転舵力を発生させることができる。また、例えば、3以上の転舵系統のうちの1以上のものが失陥した場合には残る1以上の転舵系統によって転舵力を発生させることができる。 The steered device described in this section has a plurality of steered systems, and some steered systems that do not exceed the set number have failed. A turning force that is a force for turning the wheel can be generated. Specifically, for example, when one of the two turning systems fails, the turning force can be generated by the remaining one turning system. Further, for example, when one or more of the three or more steering systems fail, the steering force can be generated by the remaining one or more steering systems.
しかし、一部失陥時には正常時よりも少ない転舵系統で車輪を転舵するため、操作部材が素速く操作されると「転舵の遅れ」が生じる場合がある。つまり、正常時には、ステアリングホイール等の操作部材の操舵量(中立位置から操作された量)に基づいて決定される転舵量(直進位置から転舵された量)の目標値に対する実際の転舵量の「偏差」は小さいが、一部失陥時には、素速い操舵操作によって上記偏差が大きくなってしまう虞がある。すなわち、転舵の遅れが生じる虞があるのである。また、転舵の遅れが生じない場合であっても、一部失陥時に車輪を素速く転舵すると、残りの失陥していない正常な転舵系統(例えば、駆動力源)が大きな負荷を受けて失陥しやすくなる場合がある。 However, in the case of partial failure, the wheels are steered with fewer steering systems than in the normal case, so that “delay of steering” may occur when the operating member is operated quickly. That is, at the normal time, the actual steering with respect to the target value of the turning amount (amount steered from the straight position) determined based on the steering amount of the operation member such as the steering wheel (the amount manipulated from the neutral position) Although the “deviation” of the amount is small, there is a possibility that the deviation becomes large due to a quick steering operation in the case of partial failure. That is, there is a possibility that a delay in steering occurs. Even if there is no delay in turning, if the wheels are steered quickly in the event of a partial failure, the remaining normal steering system (for example, a driving force source) that has not failed will have a heavy load. May be prone to failure.
そこで、本項に記載の態様によれば、一部失陥時に操舵反力を増大させて操作部材が素速く操作されないようにすることができ、転舵の遅れが大きくなること、あるいは、失陥していない転舵系統の負荷が大きくなることを抑制することができる。すなわち、本項に記載の態様によれば、一部失陥時において、より適切に車輪が転舵されるようにする等、実用性の高いステアリング装置が得られるのである。なお、運転者に転舵装置の失陥を知得させるだけであれば、操舵反力の増大量を比較的小さくすることができる。それに対して、本項に記載の態様では、正常時と比較して、一部失陥時に相当程度操舵速度が小さくなるまで操舵反力を増大させることが望ましい。例えば、一部失陥時において、運転者が、正常時であれば操作部材が素速く動く程度の操舵操作をしようとした際に、操作部材が素速く動かない程度にまで操舵反力を増大させることにより、転舵の遅れが大きくなることを効果的に抑制することができる。 Therefore, according to the aspect described in this section, it is possible to increase the steering reaction force in the event of partial failure so that the operation member is not operated quickly, and the delay in turning becomes large or It can suppress that the load of the steering system which has not fallen becomes large. That is, according to the aspect described in this section, it is possible to obtain a highly practical steering apparatus such that the wheels are steered more appropriately in the event of partial failure. Note that if only the driver is made aware of the failure of the steering device, the amount of increase in the steering reaction force can be made relatively small. On the other hand, in the aspect described in this section, it is desirable to increase the steering reaction force until the steering speed is considerably reduced in the case of partial failure as compared with the normal state. For example, in the event of a partial failure, the steering reaction force is increased to the extent that the operating member does not move quickly when the driver tries to perform a steering operation that allows the operating member to move quickly if normal. By making it, it can suppress effectively that the delay of steering becomes large.
なお、本項に記載の態様において、一部失陥時の操舵反力が、あらゆる操舵状態(操舵量,操舵速度等)において常に正常時の操舵反力より大きくなる必要はない。操作部材が素速く操作されないようにすることができれば、例えば、限られた操舵状態において操舵反力が増大していれば足りる。具体的には、例えば、緩やかに操舵操作されている状態では正常時と同等以下の大きさの操舵反力を付与し、操舵速度が設定値を超えた場合に操舵反力を増大させることや、操舵量が最大付近となる状態では正常時と同等以下の大きさの操舵反力を付与し、操舵量が設定操舵量以下の状態で操舵反力を増大させること等によっても、操作部材が素速く操作されないようにすることができる。 In the aspect described in this section, the steering reaction force at the time of partial failure does not always need to be larger than the normal steering reaction force in all steering states (steering amount, steering speed, etc.). If it is possible to prevent the operation member from being operated quickly, for example, it is sufficient if the steering reaction force increases in a limited steering state. Specifically, for example, in a state where the steering operation is moderately performed, a steering reaction force having a magnitude equal to or less than that in a normal state is applied, and when the steering speed exceeds a set value, the steering reaction force is increased. In the state where the steering amount is near the maximum, a steering reaction force having a magnitude equal to or less than that in the normal state is applied, and the steering reaction force is increased when the steering amount is less than the set steering amount. It can be prevented from being operated quickly.
本項に記載の転舵系統は、駆動力源の他に、例えば、駆動力源に電力を供給するためのインバータ等の駆動回路、その駆動回路に指令を行う制御器等を含むものとすることができる。そして、例えば、いずれか1つの転舵系統に属する駆動力源、駆動回路、制御器等の少なくとも1つの異常によって充分な駆動力を発揮できない、あるいは全く駆動力を発揮できない状態を、その転舵系統が失陥した状態とみなすことができる。本項に記載のステアリング装置は、一部失陥時に操舵反力を増大させる操舵反力増大手段を備えるものと考えることができる。その操舵反力増大手段は、操舵反力付与装置を制御して操舵反力を増大させる反力制御装置とすること、一部失陥時にのみ操舵反力を発生させる失陥時反力発生装置を作動させる手段とすること等ができる。 The steering system described in this section includes, in addition to the driving power source, for example, a driving circuit such as an inverter for supplying electric power to the driving power source, a controller for instructing the driving circuit, and the like. it can. And, for example, in a state where the driving force source, the driving circuit, the controller, etc. belonging to any one of the steering systems cannot exhibit sufficient driving force due to at least one abnormality or the driving force cannot be displayed at all. It can be considered that the system has failed. The steering device described in this section can be considered to include a steering reaction force increasing unit that increases the steering reaction force when a partial failure occurs. The steering reaction force increasing means is a reaction force control device that increases the steering reaction force by controlling the steering reaction force applying device, and a failure reaction force generation device that generates a steering reaction force only in the case of a partial failure. It can be set as a means to operate.
本項に記載の態様において、基本的には、複数の転舵系統の全てが正常である場合に正常時であるとみなすことができる。しかしながら、複数の転舵系統のうちの少数の一部(例えば、3以上の転舵系統のうちの1つ)が失陥しても転舵系統に大きな負荷をかけずに車輪を素速く転舵できるようにステアリング装置が設計されているような場合には、操舵反力を増大させる必要性は低いため、複数の転舵系統のうちの少数の一部が失陥した状態であっても正常時であるとみなすことができる。 In the embodiment described in this section, basically, when all of the plurality of steering systems are normal, it can be considered that the time is normal. However, even if a small part of the plurality of steering systems (for example, one of the three or more steering systems) fails, the wheels can be turned quickly without imposing a heavy load on the steering system. When the steering device is designed so that it can be steered, the necessity to increase the steering reaction force is low, so even if a few of the multiple steering systems have failed, It can be regarded as normal.
(2)前記操舵反力付与装置が、一部失陥時において、操舵操作の速さに基づいて操舵反力の増大量を変化させるように構成された(1)項に記載のステアリング装置。 (2) The steering device according to (1), wherein the steering reaction force applying device is configured to change an increase amount of the steering reaction force based on a speed of a steering operation when a partial failure occurs.
上述のように、一部失陥時において、転舵の遅れ、あるいは残りの転舵系統の負荷は、素速い操舵操作がなされた場合に大きくなりやすい。そこで、本項に記載の態様によれば、例えば、操作速度が設定速度を超えた場合にのみ操舵反力を増加させることや、操作速度の増加に応じて操舵反力を増大させること等ができる。したがって、本項に記載の態様は、操舵操作の速さに基づいて操舵反力を増大させることで、より効果的に素速い操舵操作を抑制することができる。すなわち、実用的なステアリング装置が得られるのである。また、操舵操作が速いか否かは、転舵の遅れの大きさから推測することができる。具体的には、一部失陥時において、転舵の遅れが大きい場合は、素速い操舵操作がなされたと判定することができ、小さい場合は緩やかな操作がなされていると判定することができる。したがって、操作速度と同様に、転舵の遅れ(例えば、実際の転舵量の目標値に対する偏差)が設定値を超えた場合にのみ操舵反力を増加させることや、転舵の遅れの増加に応じて操舵反力を増大させること等ができる。 As described above, at the time of partial failure, the delay in turning or the load on the remaining turning system tends to increase when a quick steering operation is performed. Therefore, according to the aspect described in this section, for example, the steering reaction force can be increased only when the operation speed exceeds the set speed, or the steering reaction force can be increased in accordance with the increase in the operation speed. it can. Therefore, the aspect described in this section can suppress the quick steering operation more effectively by increasing the steering reaction force based on the speed of the steering operation. That is, a practical steering device can be obtained. Whether the steering operation is fast or not can be estimated from the magnitude of the delay in turning. Specifically, when there is a partial failure, if the turning delay is large, it can be determined that a quick steering operation has been performed, and if it is small, it can be determined that a gentle operation has been performed. . Therefore, as with the operation speed, the steering reaction force is increased only when the steering delay (for example, the deviation of the actual steering amount from the target value) exceeds the set value, or the steering delay is increased. Accordingly, the steering reaction force can be increased.
(3)当該ステアリング装置が、
前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えたものが失陥した多数失陥時に、操作力によって車輪を転舵するために、前記操作部材に入力された操作力を前記転舵装置に伝達する伝達機構を備えた(1)項または(2)項に記載のステアリング装置。
(3) The steering device is
In order to steer a wheel by operating force when a large number of faults have exceeded the set number of the plurality of steering systems, the operating force input to the operating member is applied to the steering device. The steering device according to (1) or (2), comprising a transmission mechanism for transmitting.
(4)前記操舵反力付与装置が、
多数失陥時において、前記操作部材に付与する操舵反力を一部失陥時よりも小さくするように構成された(1)項ないし(3)項のいずれかに記載のステアリング装置。
(4) The steering reaction force applying device includes:
The steering apparatus according to any one of (1) to (3), wherein a steering reaction force applied to the operation member is made smaller in the case of multiple failures than in the case of a partial failure.
上記2つの態様のうちの前者では、例えば、転舵系統が多数あるいは全て失陥した場合に、転舵系統の負荷が過大となる事態や転舵系統の転舵力によって車輪を転舵できないような事態を回避するために、転舵装置に伝達される操作力によって車輪を転舵することができる。また、多数失陥時に、転舵装置からの反力が伝達機構によって操作部材に伝達される場合には操舵操作が重くなるが、上記2つの態様のうちの後者では、操舵反力を小さくすることにより、小さくしない場合よりも操舵操作を軽くすることができる。したがって、上記後者の態様によれば、一部失陥時において、操舵反力を増大させて、素速い操舵操作を抑制するとともに、多数失陥時において、一部失陥時より操舵反力を小さくすることで、操作力によって車輪を転舵する際の運転者の負担を軽減することができる。なお、多数失陥時の操舵反力の大きさを、例えば、正常時と同じにすることや、正常時よりも小さくすることができる。 In the former of the above two modes, for example, when many or all of the steering systems have failed, the wheels cannot be steered due to an excessive load on the steering system or the steering force of the steering system. In order to avoid a serious situation, the wheel can be steered by the operation force transmitted to the steering device. Further, in the case of many failures, the steering operation becomes heavy when the reaction force from the steering device is transmitted to the operation member by the transmission mechanism, but in the latter of the two modes, the steering reaction force is reduced. As a result, the steering operation can be made lighter than when it is not reduced. Therefore, according to the latter aspect, the steering reaction force is increased at the time of partial failure to suppress a quick steering operation, and at the time of multiple failures, the steering reaction force is increased from that at the time of partial failure. By making it smaller, it is possible to reduce the burden on the driver when the wheels are steered by operating force. The magnitude of the steering reaction force at the time of many failures can be, for example, the same as that at the normal time or can be made smaller than that at the normal time.
(5)前記操舵反力付与装置が、
一部失陥時において、前記操作部材に入力された操作力によって作動させられて、操舵反力を発生させる発電機を含んで構成される発電型反力発生装置を備えた(1)項ないし(4)項のいずれかに記載のステアリング装置。
(5) The steering reaction force applying device is
(1) to (1) comprising a generator-type reaction force generator configured to include a generator that is operated by an operation force input to the operation member and generates a steering reaction force in the event of partial failure The steering device according to any one of (4).
発電機は、例えば、それの出力端子間を電気的に導通させた場合に、コイルの銅損,インダクタンス等に起因する抵抗力、すなわち、「発電制動力」を発生させる。したがって、出力端子間が導通させられた状態で作動(例えば、回転)させられると、作動速度(例えば、回転速度)に応じた発電制動力を発生させることができ、また、急激な作動速度の増加時には比較的大きな発電制動力を発生させることができる。その発電制動力に依拠する操舵反力を操作部材に付与することにより、容易に素速い操舵操作を抑制することができる。発電機は、例えば、電磁モータを含んで構成することができる。なお、本項の発電型反力発生装置は、後述する失陥時反力発生装置として機能させることができる。また、本項に記載の態様は、一部失陥時において、操舵操作の速さに基づいて操舵反力の増大量を変化させるように構成された態様となり得る。 For example, when the generator is electrically connected between its output terminals, the generator generates a resistance force due to copper loss, inductance, etc. of the coil, that is, a “power generation braking force”. Therefore, when operated (for example, rotated) with the output terminals connected, it is possible to generate a power generation braking force according to the operating speed (for example, the rotating speed), and for a sudden operating speed. When increasing, a relatively large power generation braking force can be generated. By applying a steering reaction force that depends on the generated braking force to the operation member, a quick steering operation can be easily suppressed. For example, the generator can include an electromagnetic motor. Note that the power generation type reaction force generator of this section can function as a failure reaction force generator described later. Further, the aspect described in this section can be an aspect configured to change the amount of increase in the steering reaction force based on the speed of the steering operation when a partial failure occurs.
(6)前記発電型反力発生装置が、
一部失陥時において、前記発電機の出力端子間の電気抵抗を正常時よりも小さくすることによって、操舵反力を増大させるように構成された(5)項に記載のステアリング装置。
(6) The power generation type reaction force generator
The steering apparatus according to item (5), which is configured to increase a steering reaction force by reducing an electrical resistance between output terminals of the generator smaller than that in a normal state when a partial failure occurs.
発電機によって操舵反力を発生させる場合、それの出力端子間の抵抗が小さいほど発生する発電制動力が大きくなる。よって、一部失陥時に電気抵抗を小さくすることにより発電制動力を増大させることができる。なお、発電機の出力端子間に抵抗を介在させず、出力端子間を短絡させて発電制動力を発生させることもできる。また、本項に記載の操舵反力付与装置は、例えば、出力端子間の電気抵抗の大きさを変化させる可変抵抗器や、出力端子間の電気的な導通の有無をリレー等の電磁作動器(後述する)によって切り換える導通切換器等の操舵反力増大装置を備えるものとすることができる。その操舵反力増大装置は、前述の操舵反力増大手段の一態様となり得る。 When the steering reaction force is generated by the generator, the generated braking force increases as the resistance between the output terminals decreases. Therefore, the power generation braking force can be increased by reducing the electrical resistance when a partial failure occurs. It is also possible to generate a power generation braking force by short-circuiting the output terminals without interposing a resistor between the output terminals of the generator. Further, the steering reaction force applying device described in this section includes, for example, a variable resistor that changes the magnitude of the electrical resistance between the output terminals, and an electromagnetic actuator such as a relay that determines whether or not there is electrical continuity between the output terminals. A steering reaction force increasing device such as a continuity switching device to be switched by (described later) can be provided. The steering reaction force increasing device can be an aspect of the steering reaction force increasing means.
なお、本項の発電型反力発生装置は、上記失陥時反力発生装置として機能させる場合には、例えば、操舵反力増大装置によって、正常時に出力端子間の導通を遮断して(開状態)、上記「発電制動力」が発生しないようにし、一部失陥時に出力端子間を導通させて(閉状態)、「発電制動力」が発生するようにすることができる。また、本項の発電型反力発生装置を上記失陥時反力発生装置として機能させる場合に、正常時において発電機が出力端子間の導通が遮断された状態で操舵操作に応じて作動させられるように構成することができる。その場合には、発電機が、導通が遮断された状態で作動させられた場合の作動抵抗が、発電制動力に比較して可及的に小さいものが望ましい。 When the power generation type reaction force generation device of this section functions as the above-described reaction force generation device at the time of failure, for example, the steering reaction force increasing device interrupts conduction between the output terminals during normal operation (opens). State), the “power generation braking force” can be prevented from being generated, and the output terminals can be electrically connected (closed state) when a partial failure occurs, so that the “power generation braking force” is generated. In addition, when the power generation type reaction force generation device of this section is made to function as the reaction force generation device at the time of failure, the generator is operated according to the steering operation in a state where the continuity between the output terminals is cut off at the normal time. Can be configured. In that case, it is desirable that the operating resistance when the generator is operated in a state where the continuity is cut off is as small as possible as compared with the power generation braking force.
(7)前記操舵反力付与装置が、
一部失陥時にのみ操舵反力を発生させる失陥時反力発生装置を備えた(1)項ないし(6)項のいずれかに記載のステアリング装置。
(7) The steering reaction force applying device includes:
The steering device according to any one of (1) to (6), further including a failure reaction force generating device that generates a steering reaction force only at the time of partial failure.
本項に記載の態様とは異なるが、操舵反力付与装置が、正常時に操舵反力を発生させる正常時反力発生装置を備えて、一部失陥時に、正常時反力発生装置のみによって、正常時よりも大きな操舵反力を発生させることもできる。それに対して、本項に記載の態様では、例えば、本項の操舵反力付与装置が正常時反力発生装置を備えている場合には、一部失陥時に、正常時反力発生装置および失陥時反力発生装置によって、正常時よりも大きな操舵反力を発生させることができる。また、例えば、一部失陥時に、正常時反力発生装置が反力を発生しないようにされている場合であっても、失陥時反力発生装置によって正常時よりも大きな操舵反力を発生させることができる。すなわち、本項に記載の態様によれば、失陥時反力発生装置によって、一部失陥時に操舵反力を増大させて素速い操舵操作を抑制し、転舵部の負担を軽減することができるのである。 Although different from the mode described in this section, the steering reaction force applying device includes a normal reaction force generation device that generates a steering reaction force in a normal state, and in the event of partial failure, only the normal reaction force generation device is used. Further, it is possible to generate a steering reaction force larger than that in the normal state. On the other hand, in the aspect described in this section, for example, when the steering reaction force applying apparatus of this section includes a normal reaction force generator, a normal reaction force generator and The failure reaction force generating device can generate a steering reaction force larger than that in the normal state. In addition, for example, even when the normal reaction force generator is configured not to generate a reaction force in the case of partial failure, the failure reaction force generator generates a larger steering reaction force than normal. Can be generated. That is, according to the aspect described in this section, the failure reaction force generation device increases the steering reaction force in the event of partial failure to suppress quick steering operation and reduce the burden on the steered portion. Can do it.
本項の失陥時反力発生装置の態様は、一部失陥時に操舵反力を発生させることができれば特に制限されず、例えば、電力の供給によって駆動力を発生させる電磁モータ、上述の発電機、抵抗力発生機構(例えば、粘性流体によって粘性抵抗力を発生させる機構や、後述する2つの相対動作体の係合によって摩擦抵抗力を発生させる機構等)等を備えるものとすることができる。なお、本項に記載の操舵反力付与装置は、多数失陥時において、前記操作部材に付与する操舵反力を一部失陥時よりも小さくするように構成することができる。その場合には、例えば、本項に記載の失陥時反力発生装置を、多数失陥時に発生させる操舵反力を小さくするもの、あるいは多数失陥時に操舵反力を発生させないものとすることができる。また、失陥時反力発生装置が、操舵反力増大装置を備えるものとすることもできる。その場合には、例えば、失陥時反力発生装置の操舵反力増大装置に、後述する正常時電力の供給の有無を変化させることによって操舵反力を発生させる状態と発生させない状態とを切り換えることができる。 The aspect of the failure reaction force generator in this section is not particularly limited as long as it can generate a steering reaction force in the event of a partial failure. For example, an electromagnetic motor that generates a driving force by supplying power, the above-described power generation Machine, a resistance force generating mechanism (for example, a mechanism for generating a viscous resistance force by a viscous fluid, a mechanism for generating a frictional resistance force by engagement of two relative operation bodies described later), and the like. . Note that the steering reaction force applying device described in this section can be configured so that the steering reaction force applied to the operation member is smaller than that at the time of partial failure when a large number of failures occur. In that case, for example, the failure reaction force generating device described in this section shall reduce the steering reaction force that is generated in the event of many failures, or may not generate the steering reaction force in the event of many failures. Can do. Further, the failure reaction force generating device may include a steering reaction force increasing device. In this case, for example, the steering reaction force increasing device of the failure reaction force generating device switches between a state in which the steering reaction force is generated and a state in which the steering reaction force is not generated by changing the presence / absence of normal power supply described later. be able to.
(8)前記複数の転舵系統の各々が、前記駆動力源に供給される電力を制御する駆動電力制御器を備え、
その駆動電力制御器が、それが属する前記転舵系統が正常である場合に正常時電力を前記操舵反力付与装置に継続して供給する一方、それが属する前記転舵系統が失陥した場合に正常時電力を前記操舵反力付与装置に供給しないように構成された(1)項ないし(7)項のいずれかに記載のステアリング装置。
(8) Each of the plurality of steered systems includes a drive power controller that controls power supplied to the drive power source,
When the drive power controller continuously supplies normal power to the steering reaction force imparting device when the steering system to which it belongs is normal, while the steering system to which it belongs has failed The steering device according to any one of (1) to (7), wherein normal power is not supplied to the steering reaction force applying device.
ステアリング装置が複数の転舵系統を備えている場合には、例えば、複数の駆動電力制御器間で互いに正常か否かを確認するとともに、正常な駆動電力制御器が操舵反力を増大すべきか否かを決定する必要がある場合がある。それに対して、本項に記載の駆動電力制御器は、正常時電力を操舵反力付与装置に供給するようにされている。したがって、例えば、操舵反力付与装置は正常時電力の供給の有無によって転舵系統が正常であるか否かを判断して操舵反力を増大させることができ、制御器間で互いに正常か否かを確認することを要しない。また、本項に記載の駆動電力制御器は、例えば、正常時電力を操舵反力付与装置に直接的、あるいは間接的に供給するものとすることができる。正常時電力を間接的に供給する場合には、例えば、操舵反力付与装置の操舵反力を変化させるための駆動回路、例えば、操舵反力増大手段を作動させる駆動回路等に指令することによって正常時電力を供給することができる。なお、正常時電力を供給しない場合には、例えば、全く電力が供給されない状態、あるいは正常時電力と異なる大きさの電力が供給される状態となる。また、本項に記載の駆動電力制御器は、例えば、操舵反力付与装置に正常時電力を供給する正常時電力供給部を備えるものとすることができる。 When the steering device includes a plurality of steering systems, for example, whether or not the plurality of drive power controllers are normal with each other and whether the normal drive power controller should increase the steering reaction force It may be necessary to decide whether or not. On the other hand, the drive power controller described in this section supplies normal power to the steering reaction force applying device. Therefore, for example, the steering reaction force application device can increase the steering reaction force by determining whether or not the steering system is normal depending on whether or not normal power is supplied. There is no need to check. Further, the drive power controller described in this section can supply normal power to the steering reaction force applying apparatus directly or indirectly, for example. When indirectly supplying normal power, for example, by instructing a drive circuit for changing the steering reaction force of the steering reaction force applying device, for example, a drive circuit for operating the steering reaction force increasing means, etc. Normal power can be supplied. In the case where normal power is not supplied, for example, power is not supplied at all or power different in magnitude from normal power is supplied. In addition, the drive power controller described in this section may include a normal power supply unit that supplies normal power to the steering reaction force applying device, for example.
なお、例えば、操舵反力付与装置が失陥時反力発生装置を備えている場合には、正常時電力を失陥時反力発生装置に供給することができる。また、例えば、操舵反力付与装置,失陥時反力発生装置等が操舵反力増大手段を備えている場合には、正常時電力を操舵反力増大手段に供給することができる。 For example, when the steering reaction force applying device includes a failure reaction force generation device, normal power can be supplied to the failure reaction force generation device. Further, for example, when the steering reaction force applying device, the failure reaction force generating device, and the like are provided with the steering reaction force increasing means, normal power can be supplied to the steering reaction force increasing means.
(9)前記操舵反力付与装置が、
前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが正常時電力を供給しない場合に、前記操作部材に付与する操舵反力を、前記複数の転舵系統のうちの全てのものが正常時電力を供給する場合よりも大きくするように構成された(8)項に記載のステアリング装置。
(9) The steering reaction force applying device is
When some of the plurality of turning systems do not exceed the set number do not supply normal power, the steering reaction force to be applied to the operation member is all of the plurality of turning systems. The steering apparatus according to the item (8), wherein the steering device is configured to be larger than a case where power is supplied in a normal state.
(10)前記操舵反力付与装置が、
前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えたものが正常時電力を供給しない場合に、前記操作部材に付与する操舵反力を、前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが正常時電力を供給しない場合よりも小さくするように構成された(9)項に記載のステアリング装置。
(10) The steering reaction force applying device includes:
The steering reaction force applied to the operating member does not exceed the set number of the plurality of steered systems when the set number of the plurality of steered systems does not supply normal power. The steering apparatus according to item (9), which is configured to be smaller than a case where some of the devices do not supply normal power.
上記2つの態様によれば、複数の駆動電力制御器が他の転舵系統が正常か否かを確認しなくとも、正常時電力の有無によって各転舵系統が失陥したかどうかを容易に判定することができる。また、上記2つの態様のうちの後者は、例えば、転舵系統が多数あるいは全て失陥した場合に、操舵反力を小さくするようにされており、上記伝達機構を備えた態様を採用することが好適である。また、本項に記載の操舵反力付与装置は操舵反力増大装置を備えるものとすることができ、その場合には、操舵反力増大装置を、いくつの転舵系統から正常時電力が供給がされているかによって操舵反力を増大させ、または減少させるものとすることができる。 According to the above two aspects, it is easy to determine whether or not each turning system has failed due to the presence / absence of normal power without having to confirm whether or not the other driving systems are normal by a plurality of drive power controllers. Can be determined. In the latter of the two modes, for example, when a large number or all of the steering systems fail, the steering reaction force is reduced, and the mode including the transmission mechanism is adopted. Is preferred. In addition, the steering reaction force applying device described in this section can be provided with a steering reaction force increasing device. In this case, the steering reaction force increasing device is supplied with normal power from several steering systems. It is possible to increase or decrease the steering reaction force depending on whether or not the operation is performed.
なお、操舵反力付与装置が失陥時反力発生装置を備えている場合には、例えば、失陥時反力発生装置が、複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが正常時電力を供給しない場合に、操舵反力を発生させるように構成することができる。さらに、例えば、失陥時反力発生装置が、複数の転舵系統のうちの設定数を超えたものが正常時電力を供給しない場合に、操舵反力を発生させないように構成することができる。 In the case where the steering reaction force application device includes a failure reaction force generation device, for example, the failure reaction force generation device may include a part of the plurality of steering systems that does not exceed the set number. It can be configured to generate a steering reaction force when the object does not supply normal power. Further, for example, the failure reaction force generation device can be configured not to generate a steering reaction force when a power exceeding the set number of the plurality of steering systems does not supply normal power. .
(11)前記操舵反力付与装置が、
それぞれが、前記複数の駆動電力制御器の各々に対応し、正常時電力の供給がある場合に作動状態となり、正常時電力の供給がない場合に非作動状態となる複数の電磁作動器を備え、
前記複数の電磁作動器のうちの設定数を超えない一部のものが非作動状態である場合に、前記操作部材に付与する操舵反力を、全てが作動状態である場合よりも大きくするように構成された(8)項ないし(10)項に記載のステアリング装置。
(11) The steering reaction force applying device is
Each includes a plurality of electromagnetic actuators corresponding to each of the plurality of driving power controllers, which are in an operating state when normal power is supplied and are inactive when normal power is not supplied. ,
When some of the plurality of electromagnetic actuators that do not exceed the set number are in the non-operating state, the steering reaction force applied to the operation member is made larger than when all of them are in the operating state. The steering device as set forth in any one of (8) to (10).
(12)前記操舵反力付与装置が、
前記複数の電磁作動器のうちの非作動状態であるものが設定数を超えた場合に、操舵反力を、前記複数の電磁作動器のうちの設定数を超えない一部のものが非作動状態である場合よりも小さくするように構成された(11)項に記載のステアリング装置。
(12) The steering reaction force applying device is
When the number of non-actuated ones of the plurality of electromagnetic actuators exceeds the set number, the steering reaction force is not activated, and some of the plurality of electromagnetic actuators not exceeding the set number are not activated. The steering device according to item (11), wherein the steering device is configured to be smaller than that in the state.
上記2つの態様では、例えば、リレー、ソレノイド、電磁クラッチ等の電磁作動器を、正常時電力で作動させるようにされている。失陥した転舵系統からは正常時電力が供給されないため、失陥した転舵系統に対応する電磁作動器は非作動状態になる。したがって、例えば、一部失陥時に、操舵反力付与装置を作動させる電力の導電路をリレーによって切り換えたり、操舵反力付与装置と操作部材との間の操作力の伝達の有無を切り換える機構をソレノイドによって作動させることができ、操舵反力を増大させることができる。すなわち、操舵反力増大装置は、複数の電磁作動器を含んで構成することができるのである。上記2つの態様のうちの後者は、例えば、転舵系統が多数あるいは全て失陥した場合等、車輪を転舵する力が不足する場合に、操舵反力を増大させないようにされており、上記伝達機構を備えた態様を採用することが好適である。 In the above two modes, for example, electromagnetic actuators such as relays, solenoids, and electromagnetic clutches are operated with electric power during normal operation. Since normal power is not supplied from the failed steering system, the electromagnetic actuator corresponding to the failed steering system is deactivated. Therefore, for example, in the event of partial failure, a mechanism for switching the electric power conduction path for operating the steering reaction force applying device by a relay or switching the presence or absence of transmission of the operating force between the steering reaction force applying device and the operation member. It can be actuated by a solenoid and the steering reaction force can be increased. That is, the steering reaction force increasing device can be configured to include a plurality of electromagnetic actuators. The latter of the above two modes is designed not to increase the steering reaction force when the power to steer the wheels is insufficient, for example, when many or all of the steering systems have failed. It is preferable to employ an aspect provided with a transmission mechanism.
なお、本項に記載の操舵反力付与装置が失陥時反力発生装置を備えている場合には、例えば、失陥時反力発生装置を、上記複数の電磁作動器を備え、複数の電磁作動器のうちの設定数を超えない一部のものが非作動状態である場合に、操舵反力を発生させるように構成することができる。さらに、例えば、失陥時反力発生装置を、複数の電磁作動器のうちの非作動状態であるものが設定数を超えた場合に操舵反力を発生させないように構成することができる。 In the case where the steering reaction force applying device described in this section includes a failure reaction force generation device, for example, the failure reaction force generation device includes the plurality of electromagnetic actuators, When some of the electromagnetic actuators that do not exceed the set number are in a non-operating state, a steering reaction force can be generated. Further, for example, the failure reaction force generating device can be configured not to generate a steering reaction force when a non-operating state of a plurality of electromagnetic actuators exceeds a set number.
(13)前記操舵反力付与装置が、
それぞれが、操舵操作に応じて互いに相対動作させられるとともに、その相対動作する方向と交差する方向に相対変位可能に支持され、その交差する方向における相対変位量が設定範囲内となる場合にだけ、互いに係合して前記相対動作に対する抵抗力を発生させる2つの相対動作体と、
前記複数の駆動電力制御器のうちの正常時電力を供給しないものが1つ増加する毎に前記2つの相対動作体を前記交差する方向における設定された向きに設定量ずつ相対変位させ、(a)前記複数の駆動電力制御器のうちの設定数を超えない一部のものの正常時電力が供給されない場合に、前記2つの相対動作体の相対変位量が設定範囲内になり、(b)前記複数の駆動電力制御器のうちの設定数を超えるものの正常時電力が供給されない場合に、前記2つの相対動作体の相対変位量が設定範囲を超えるように構成された相対変位装置とを備えた(8)項ないし(12)項に記載のステアリング装置。
(13) The steering reaction force applying device includes:
Each is operated relative to each other according to the steering operation, and is supported so as to be capable of relative displacement in the direction intersecting with the relative operation direction, and only when the relative displacement amount in the intersecting direction is within the set range. Two relative motion bodies that engage with each other to generate a resistance to the relative motion;
Each time the one that does not supply normal power among the plurality of drive power controllers increases, the two relative motion bodies are relatively displaced by a set amount in a set direction in the intersecting direction, and (a ) When the normal power is not supplied to some of the plurality of drive power controllers that do not exceed the set number, the relative displacement amounts of the two relative motion bodies are within a set range, and (b) the A relative displacement device configured to allow a relative displacement amount of the two relative operation bodies to exceed a setting range when normal power is not supplied although the number exceeds a set number of drive power controllers. The steering device according to any one of (8) to (12).
本項に記載の態様は、正常時電力の供給が1つ無くなる毎に、つまり、転舵系統が1つ失陥する毎に2つの相対動作体を相対変位させるとともに、それらの相対変位量が設定範囲内になる場合に、2つの相対動作体が互いに係合して抵抗力を発生させるものである。抵抗力の大きさは、例えば、操作力によって2つの相対動作体を相対動作させ得る程度の大きさにすることや、操作力では相対動作不能になるほど大きくすること等ができる。なお、失陥した転舵系統が設定数を超えた場合には、抵抗力を発生させず、上記伝達機構を備えた態様を採用することが好適である。また、本項に記載の態様では、2つの相対動作体の一方のみを変位させることによって相対変位させること、2つの相対動作体の両者を同時あるいは交互に変位させることによって相対変位させること等ができる。 The mode described in this section causes the relative displacement of the two relative motion bodies each time one supply of normal power is lost, that is, every time one of the steering systems fails, and the relative displacement amount thereof is When it falls within the set range, the two relative operating bodies engage with each other to generate a resistance force. The magnitude of the resistance force can be set, for example, to such an extent that the two relative motion bodies can be moved relative to each other by the operating force, or so large that the relative motion is impossible with the operating force. In addition, when the number of failed steering systems exceeds the set number, it is preferable to employ an aspect including the transmission mechanism without generating a resistance force. Further, in the aspect described in this section, the relative displacement is performed by displacing only one of the two relative motion bodies, the relative displacement is performed by displacing both of the two relative motion bodies simultaneously or alternately, and the like. it can.
本項に記載の態様によれば、2つの相対動作体が発生させる抵抗力によって操舵反力を発生させることができる。例えば、2つの相対動作体の一方を操作部材に連結し、他方を本項の操舵反力付与装置の本体に固定した場合には、操舵操作に対する抵抗力を操舵反力として操作部材に付与することができる。一方、本項の操舵反力付与装置が、例えば、流体ダンパ等の操舵反力発生装置を備えている場合には、2つの相対動作体が発生させる抵抗力の有無によって、操舵反力発生装置が発生させる操舵反力を操作部材に伝達するか否かを切り換えることができる。具体的には、例えば、2つの相対動作体の一方を操作部材と連結し、他方を操舵反力発生装置の作動部分(例えば、ロータ等)と連結することができ、2つの相対動作体の間に抵抗力が発生した場合にだけ操舵反力発生装置の操舵反力を操作部材に伝達するように構成することができる。 According to the aspect described in this section, the steering reaction force can be generated by the resistance force generated by the two relative motion bodies. For example, when one of the two relative motion bodies is connected to the operation member and the other is fixed to the main body of the steering reaction force applying device described in this section, a resistance force to the steering operation is applied to the operation member as a steering reaction force. be able to. On the other hand, when the steering reaction force applying device of this section is provided with a steering reaction force generating device such as a fluid damper, for example, the steering reaction force generating device depends on the presence or absence of the resistance force generated by the two relative motion bodies. It is possible to switch whether or not the steering reaction force generated by is transmitted to the operation member. Specifically, for example, one of the two relative motion bodies can be coupled to the operation member, and the other can be coupled to the operating portion (for example, a rotor) of the steering reaction force generator. The steering reaction force of the steering reaction force generator can be transmitted to the operation member only when a resistance force is generated between them.
なお、本項に記載の相対変位装置は、操舵反力増大装置の一態様となり得る。また、本項に記載の操舵反力付与装置が失陥時反力発生装置を備えている場合には、その失陥時反力発生装置を、2つの相対動作体と相対変位装置とを備えるものとすることができる。 The relative displacement device described in this section can be an aspect of the steering reaction force increasing device. Further, when the steering reaction force application device described in this section includes a failure reaction force generation device, the failure reaction force generation device includes two relative operating bodies and a relative displacement device. Can be.
本項のステアリング装置が、複数の転舵系統として、2つの転舵系統を有している場合には、例えば、相対変位装置が、(a)2つの転舵系統の駆動電力制御器のうちの一方の、正常時電力が供給された場合に、2つの相対動作体の一方を相対動作する方向と交差する方向の設定された位置である第1位置に位置させるとともに、正常時電力が供給されない場合に、2つの相対動作体の一方を第1位置とは異なる位置である第2位置に位置させる第1変位機構と、(b)2つの転舵系統の駆動電力制御器のうちの他方の、正常時電力が供給された場合に、2つの相対動作体の他方を、第2位置に位置する場合の2つの相対動作体の一方と接触し得る位置に位置させ、正常時電力が供給されない場合に、2つの相対動作体の他方を、第1位置に位置する場合の2つの相対動作体の一方と接触し得る位置に位置させる第2変位機構とを備えるものとすることができる。 When the steering device of this section has two turning systems as a plurality of turning systems, for example, the relative displacement device is (a) of the drive power controllers of the two turning systems. When one of the normal power is supplied, one of the two relative motion bodies is positioned at the first position which is a set position in a direction intersecting the relative motion direction, and the normal power is supplied. If not, a first displacement mechanism that positions one of the two relative motion bodies at a second position that is different from the first position, and (b) the other of the drive power controllers of the two steering systems. When the normal power is supplied, the other of the two relative motion bodies is positioned at a position where it can contact one of the two relative motion bodies in the second position, and the normal power is supplied. If not, place the other of the two relative motion bodies in the first position It can be made and a second displacement mechanism that is positioned one may contact the position of the two relative operating body case.
本項に記載の態様が、上記(11)項に掛かる場合には、相対変位装置を、複数の電磁作動器を備えるものにするとともに、それらのうちの非作動状態になったものが1つ増加する毎に2つの相対動作体を前記交差する方向における設定された向きに設定量ずつ相対変位させ、(a)複数の電磁作動器のうちの設定数を超えない一部のものが非作動状態になった一部失陥時に、2つの相対動作体の相対変位量が設定範囲内になり、(b)複数の電磁作動器のうちの設定数を超えるものが非作動状態になった多数失陥時に、2つの相対動作体の相対変位量が設定範囲を超えるように構成することができる。 When the embodiment described in this section is applied to the above section (11), the relative displacement device is provided with a plurality of electromagnetic actuators, and one of them is in an inoperative state. Each time it increases, the two relative motion bodies are displaced relative to each other by a set amount in the set direction in the intersecting direction. (A) Some of the plurality of electromagnetic actuators that do not exceed the set number do not operate At the time of partial failure, the relative displacement of the two relative motion bodies was within the set range, and (b) many of the multiple electromagnetic actuators that were over the set number were inactive. At the time of failure, the relative displacement amount of the two relative motion bodies can be configured to exceed the set range.
(14)前記相対変位装置が、
それぞれが、前記複数の駆動電力制御器の各々に対応し、正常時電力の供給がある場合に作動状態となり、正常時電力の供給がない場合に非作動状態となる複数の電磁作動器を備え、
それら複数の電磁作動器の各々が、
前記2つの相対動作体を前記設定された向きに設定量だけ相対変位させるように付勢する弾性体と、正常時電力の供給がある場合に前記弾性体の付勢力に逆らって前記2つの相対動作体を設定された向きと逆向きに設定量だけ相対変位させる電磁石とを含んで構成されるとともに、
作動状態において電磁石の磁力によって前記2つの相対動作体を設定された向きと逆向きに設定量相対変位させた状態を保ち、非作動状態において前記弾性体の付勢力によって前記2つの相対動作体を設定された向きに設定量相対変位させるように構成された(13)項に記載のステアリング装置。
(14) The relative displacement device is
Each includes a plurality of electromagnetic actuators corresponding to each of the plurality of driving power controllers, which are in an operating state when normal power is supplied and are inactive when normal power is not supplied. ,
Each of the plurality of electromagnetic actuators
An elastic body that urges the two relative motion bodies to be displaced relative to each other by a set amount in the set direction; and the two relative motions against the urging force of the elastic body when normal power is supplied. Including an electromagnet that relatively displaces the operating body by a set amount in a direction opposite to the set direction,
In the operating state, the two relative operating bodies are maintained in a state in which the two relative operating bodies are relatively displaced by a set amount in a direction opposite to the set direction by the magnetic force of the electromagnet, and in the non-operating state, the two relative operating bodies are The steering apparatus according to (13), configured to be relatively displaced by a set amount in a set direction.
本項に記載の態様によれば、正常時において、複数の電磁作動器の全てに正常時電力を供給することによって、2つの相対動作体を設定された向きと逆向きに最大限(設定量の複数倍)相対変位させておき、正常時電力の供給が無くなる毎に、弾性体の付勢力によって2つの相対動作体を設定された向きに設定量ずつ変位させることができる。また、本項のステアリング装置が、複数の転舵系統として、2つの転舵系統を有している場合には、例えば、複数の電磁作動器としての2つの電磁作動器を、それぞれ上記第1,第2変位機構として機能させることができる。 According to the aspect described in this section, by supplying normal power to all of the plurality of electromagnetic actuators at normal time, the two relative motion bodies are set to the maximum in the opposite direction to the set direction (set amount). Multiple times), each time the supply of electric power in the normal state is stopped, the two relative operating bodies can be displaced by a set amount in the set direction by the urging force of the elastic body. When the steering device of this section has two steering systems as a plurality of steering systems, for example, two electromagnetic actuators as a plurality of electromagnetic actuators are respectively connected to the first steering system. , Can function as a second displacement mechanism.
以下、本発明のいくつかの実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、決して下記の実施例に限定されるものではなく、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, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is by no means limited to the following examples, and in addition to the following examples, there are various types based on the knowledge of those skilled in the art including the aspects described in the above [Aspect of the Invention] section. It can implement in the various aspect which gave the change and improvement of these.
1. 第1実施例.
1.1. ステアリング装置の概要.
図1に、請求可能発明の一実施例であるステアリング装置を概略的に示す。本ステアリング装置は、操作部10と、転舵部12とが機械的に分離されており、操作部材たるステアリングホイール14になされた操作を検出し、その検出された操作に基づいて転舵部12を電気的に制御することによって、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、転舵車輪16(以下、単に「車輪16」という場合がある)を転舵部12の駆動力によって転舵するステアリング装置である。また、本システムは、必要に応じて操作部10と転舵部12とを機械的に連結して操作力を伝達する連結部18を備えている。
1. First embodiment.
1.1. Outline of steering device.
FIG. 1 schematically shows a steering device according to an embodiment of the claimable invention. In the present steering apparatus, the
1.2. 操作部.
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を支持するとともに、操舵操作に対する反力である操舵反力をステアリングホイール14に付与する操舵反力付与装置20が設けられている。図2に、操舵反力付与装置20の断面を模式的に示す。操舵反力付与装置20は、一端部にステアリングホイール14が取り付けられたシャフト24と、シャフト24に回転駆動力を与えて操舵反力を発生させる反力モータ26と、転舵部12の転舵力が低下した場合に摩擦抵抗によってステアリングホイール14を制動する向きの抵抗力である制動抵抗力を発生させる抵抗力発生装置30とを備えている。なお、この図において、図の右側が車両後方側、つまり運転者側である。また、以下の説明において、車両前方側を「前方側」,車両後方側を「後方側」と呼び分けることとする。
1.2. Operation part.
The
反力モータ26は、操舵反力付与装置20の後方側(図において右側)の部分に設けられている。その反力モータ26は、いわゆるプリントモータであり、抵抗力発生装置30に固定されたモータハウジング40と、そのモータハウジング40内に周上に配設されたステータ42と、シャフト24の外周に相対回転不能に固定された2つの円板状のロータ44とを備えている。そのロータ44の表面には多数のコイルが形成されており、そのコイルにブラシ46を介して供給される電力に応じた回転駆動力が発生するようにされている。
The
抵抗力発生装置30は、概して円筒状のハウジング50を有し、そのハウジング50は、図示を省略する取付部において車体の一部分に固定されている。また、ハウジング50内部の後方側には、ステアリングホイール14の操作位置を取得するための操作位置センサ52が配設されている。その操作位置センサ52は、回転位置を表すコードが周上に設けられた円板状の回転コード板54と、その回転コード板54のコードを検出する光センサ56とを備えている。その操作位置センサ52は、光センサ56の検出結果に基づいてシャフト24の回転位置を検出することによって、ステアリングホイール14の操作位置を検出する。
The
ハウジング50内部の後方側には仕切壁60が設けられており、その仕切壁60およびハウジング50の後方側端部壁により、それぞれ軸受64,66を介して、シャフト24が回転可能に支持されている。そのシャフト24の前方側は径が大きくされており、その径が大きくされた部分の先端部には、断面が半円状のボール溝70が軸方向に形成されたスプライン軸72が相対回転不能に固定されている。また、そのスプライン軸72の前方側の端部には操作力を出力する出力軸74が相対回転不能に固定されている。その出力軸74は、ハウジング50の前方側端部壁および仕切壁76において、軸受78を介して回転可能に支持されている。そして、シャフト24,スプライン軸72,および出力軸74は、同一軸線回りに一体的に回転するようにされている。また、出力軸74の前方側端部には、操作力を出力するための出力プーリ79が相対回転不能に取り付けられている。
A
スプライン軸72の外周には、スライド体80が相対回転不能かつ軸方向に移動可能に嵌められている。そのスライド体80は、多数のベアリングボール82を保持するボール保持体84を備えている。そして、ベアリングボール82がスプライン軸72のボール溝70に嵌ることで、ボール保持体84が、スプライン軸72に対して回転不能かつ軸方向に滑らかに移動することが可能にされている。ボール保持体84の前方側端部には、鋼等の強磁性体を含んで構成された円板状の強磁性部材86が固定され、後方側端部には、外径の大きくされた円板状の大径部材88が固定され、それら強磁性部材86および大径部材88がボール保持体84と一体的に移動するようにされている(図3参照)。
A
大径部材88の後方側の端面には、弾性体たるばね部材の一種である引張りコイルスプリング90(以後、「スプリング」と略記する場合がある)の一端部が固定されている。そのスプリング90の他端部は、シャフト24に固定され、スライド体80がスプリング90によって後方側に向かって付勢されている。一方、出力軸74の後方側端部には電磁石92が取り付けられている。その電磁石92に電力が供給されると、つまり、電磁石92が作動状態になると、磁力が発生し、その磁力によって強磁性部材86が引きつけられ、スライド体80がスプリング90の付勢力に逆らって前方側へ変位させられるようにされている。また、出力軸74の外周部には、電磁石92に電力を供給するための環状電極94が配設されており、ハウジング50の内周部には、環状電極94に電力を供給するブラシ96が配設されている。そのような構成によって、出力軸74とともに回転する電磁石92に電力を供給することができるようにされている。
One end of a tension coil spring 90 (hereinafter sometimes abbreviated as “spring”), which is a kind of spring member as an elastic body, is fixed to an end face on the rear side of the large-
ハウジング50の内周部には、鋼等の強磁性体を含んで構成された筒状スライド部材100が軸方向に移動可能に配設されている。ハウジング50の内周部には、軸方向に延びる複数のガイド溝102が形成されており、筒状スライド部材100の外周部には、ガイド溝102と係合するキー104が複数取り付けられている。そのため、筒状スライド部材100は、ハウジング50と相対回転不能かつ軸方向に移動可能にされている。その筒状スライド部材100は、スライド体80を取り巻くように配置されており、中心に向かって突出する複数の突部106を有している。それら複数の突部106の各々の内周側の面には、弾性を有する樹脂によって形成された摩擦部材110が取り付けられている。その摩擦部材110は、大径部材88と接触した状態では、筒状スライド部材100とスライド体80との相対回転に対する抵抗力を発生させる(図3,図4参照)。
A
筒状スライド部材100には、それを前方側へ付勢する複数の引張りコイルスプリング112(以後、「スプリング」と略記する場合がある)の一端部が固定されている。そのスプリング112の他端部は、ハウジング50の筒状スライド部材100の前方に位置する部分に固定され、そのスプリング112によって筒状スライド部材100が前方側に変位する向きに付勢されている。一方、ハウジング50の内周部の、筒状スライド部材100の後方側の部分には、電磁石114が配設されている。その電磁石114に電力が供給されると、その電磁石114の磁力によって筒状スライド部材100がスプリング112の付勢力に逆らって後方側に引きつけられて変位させられる(図4)。なお、電磁石92,114の各々は、複数のコア(鉄心)およびそのコアの外周に巻き付けられたコイルを有し、それらが一円周上に等角度間隔で配置されたものとすることができる。
One end of a plurality of tension coil springs 112 (hereinafter sometimes abbreviated as “springs”) for urging them forward is fixed to the
以上の説明から分かるように、本実施例において、相対回転(「相対動作」の一態様である)するスライド体80と筒状スライド部材100とが、前記「2つの相対動作体」として機能している。また、スライド体80と筒状スライド部材100とを、回転軸線方向に相対変位させる、つまり、相対回転する方向と直角に交差する方向に相対変位させる「相対変位装置」が、電磁石92,114、スプリング90,112を含んで構成されている。なお、電磁石92とスプリング90とを含んで、1の「電磁作動器」が構成され、電磁石114とスプリング112とを含んで、別の「電磁作動器」が構成されており、本実施例の「相対変位装置」は、2つの電磁作動器を備えた態様である。また、2つの電磁作動器の各々は、それが含む電磁石に正常時作動電力が供給されている場合に「作動状態」となり、供給されていない場合に「非作動状態」となる。なお、本実施例において、電磁作動器が作動状態・非作動状態であることを、電磁石92,114が作動状態・非作動状態であると表現する場合がある。
As can be seen from the above description, in this embodiment, the
本抵抗力発生装置30は、電磁石92,114の各々が作動状態か非作動状態かによって、スライド体80と筒状スライド部材100との相対変位量が変化させられ、抵抗力が発生するか否かが切り換わるようにされている。図3〜図5には、電磁石92,114の少なくとも一方が作動状態にされた場合の抵抗力発生装置30の断面が示されている。それらの図において、黒い太矢印は、スライド体80等が電磁石92等の磁力によって変位させられていることを表し、白抜きの太矢印は、スライド体80等がスプリング90等の付勢力によって変位させられていることを表している。
In the
本実施例において、転舵部12が正常である場合には、図5に示すように、電磁石92および電磁石114の両者が作動状態にされる。本実施例において、スライド体80と筒状スライド部材100との相対変位量は正常時を基準とされるため、この図の状態において相対変位量が0になるものとする。正常時において、相対変位量が0であるため設定範囲に達しておらず、摩擦部材110と大径部材88とが接触せず、抵抗力が発生しないようにされている。また、図3,図4に示すように、電磁石92および電磁石114のいずれか一方のみが作動状態である場合に、相対変位量が設定範囲内となるため、摩擦部材110と大径部材88とが接触し、抵抗力が発生するようにされている。さらに、車両の動力停止時等には、図2に示すように、電磁石92および電磁石114の両者が非作動状態にされ、相対変位量が設定範囲を超えるため、摩擦部材110と大径部材88とが接触せず、抵抗力が発生しないようにされている。
In this embodiment, when the steered
1.3. 転舵部.
転舵部12には、車輪16を転舵させる転舵装置140が設けられている。その転舵装置140は、ハウジング142と、そのハウジング142を車幅方向に貫通した状態で回転不能に支持された転舵ロッド144とを備えている。その転舵ロッド144は両端部の各々において、ボールジョイント146を介してタイロッド148と連結されている。そのタイロッド148は、車輪16を回転可能に保持するステアリングナックル150に固定されたナックルアーム152に連結されている。すなわち、転舵装置140は、転舵ロッド144を左右に駆動することによって、ステアリングナックル150を回転させ、車輪16の転舵を行うのである。
1.3. Steering section.
The turning
図6に転舵装置140の断面を模式的に示す。転舵装置140は、転舵ロッド144に形成されたボールねじ部154と螺合するボールナット156を駆動力源たる転舵モータ160(電磁モータ)によって回転駆動することにより、転舵ロッド144を左右に駆動する第1駆動部162を備えている。2つの転舵モータ160の各々は、ハウジング142に固定された電磁石を含んで構成されたステータ164と、ハウジング142に回転可能に支持された円筒状のモータ軸166と、そのモータ軸の外周部に固定された永久磁石168とを備えている。また、転舵装置140は、転舵ロッド144に形成されたラックギヤ170と噛み合うピニオンギヤ171を、操作力によって回転させることによって転舵ロッド144を左右に駆動する第2駆動部172を備えている。ピニオンギヤ171には操作力が入力される入力ローラ174(図1参照)が取り付けられている。
FIG. 6 schematically shows a cross section of the
なお、ハウジング142には、転舵ロッド144の転舵位置を検出する転舵位置センサ176が配設されている。その転舵位置センサ176は、転舵位置を表すコードが軸方向に設けられたコードテープ177と、そのコードテープ177のコードを検出する光センサ178とを含んで構成されている。その転舵位置センサ176は、ハウジング142に固定された光センサ178によって、転舵ロッド144に貼付されたコードテープ177のコードを検出することにより、転舵位置を検出することができる。
The
1.4. 連結部.
連結部18(図1)は、操作力が入力される入力プーリ180,操作力が出力される出力ローラ182,および,入力プーリ180と出力ローラ182との間の操作力の伝達の有無を切り換え可能にそれらを連結する電磁クラッチ184を備えている。入力プーリ180は、シャフト24と一体的に回転させられる出力プーリ79とベルト186によって接続されており、ステアリングホイール14になされた操舵操作に応じて回転させられるようにされている。一方、出力ローラ182は、伝達ケーブル190を介して転舵部12の入力ローラ172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。なお、伝達ケーブル190は、ガイドチューブ192にガイドされており、そのガイドチューブ192の中を滑らかに摺動することができるようにされている。
1.4. Connecting part.
The connecting portion 18 (FIG. 1) switches the
電磁クラッチ184は、弾性部材たるばね部材と、入力プーリ180と一体的に回転可能に設けられた操作側部材と、出力ローラ182と一体的に回転可能に設けられた転舵側部材と、その転舵側部材に配設されてばね部材の付勢力によって操作側部材と係合させられて操作側部材と転舵側部材との相対回転を禁止する相対回転禁止部材と、電力が供給された場合に磁力によって相対回転禁止部材を変位させてそれと操作側部材との係合を解除する電磁石とを備えている。そして、電磁クラッチ184に電力が供給されない場合には、操作側部材と転舵側部材との相対回転が禁止されて、つまり、操作部10と転舵部12とが機械的に連結されて、ステアリングホイール14に入力された操作力が転舵装置140に伝達される伝達可能状態にされる。また、転舵装置140からの反力がステアリングホイール14に伝達される。一方、電磁クラッチ184に電力が供給された場合には、操作側部材と転舵側部材との相対回転が許容されて、つまり、操作部10と転舵部12とが機械的に分離されて、ステアリングホイール14に入力された操作力が転舵装置140に伝達されない伝達不能状態にされる。本実施例において、操作力を転舵装置140に伝える「伝達機構」は、連結部18を含んで構成されている。また、本実施例において伝達機構は、連結切換機構たる電磁クラッチ184を備えている。
The
1.5. 電子制御ユニット.
本ステアリング装置は、自身が備える2つの電子制御ユニット200A,B(以下、単に「ECU」という場合がある)によって制御される(図1)。ECU200A,Bの各々は、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータを主体として構成されている。それらECU200A,Bの各々には、操作位置センサ52(θ),転舵位置センサ176(δ),車速センサ210(V)等の各種センサが接続されている。また、ECU200A,Bは、それぞれ駆動電力を変化させて供給可能なインバータ220,222A,B、設定された駆動電力を供給するドライバ224,230A,Bにも接続され、ECU200からインバータ220等,ドライバ224等に各種の制御指令が送信されると、インバータ220等からそれぞれ反力モータ26,転舵モータ160に、ドライバ224等からそれぞれ電磁クラッチ184,抵抗力発生装置30に電力が供給される。なお、インバータ220等,ドライバ224等には、車両に搭載されたバッテリ(図示省略)から電力が供給される。
1.5. Electronic control unit.
This steering apparatus is controlled by two
本実施例において、それぞれA,Bの一方の、ECU200、インバータ222、および転舵モータ160を含んで1系統の転舵系統が構成されている。そして、本ステアリング装置は、2系統の転舵系統A,Bを備える態様とされている。なお、図において、A系統の接続を破線で、B系統の接続を点線で示した。それら2系統の転舵系統A,Bは、互いに同じ構成とされ、互いに独立して同じ動作をするようにされている。したがって、転舵系統A,Bのうちの一方が失陥しても、それらの他方によって車輪16を転舵することができる。なお、以下の説明において、特に必要のない場合には、2つの転舵系統の一方を代表的に説明することとする。
In this embodiment, one steering system is configured including the ECU 200, the inverter 222, and the
1.6. ステアリング装置の作動.
以下にステアリング装置の作動について説明する。まず、電磁クラッチ184の制御について説明する。電磁クラッチ184に電力を供給するドライバ224は、ECU200A,Bの両者と接続されている。ECU200A,Bの各々は、それぞれが属する転舵系統が正常である場合には、正常信号をドライバ224に継続して供給するようにされている。そして、ドライバ224は、ECU200A,Bの少なくとも一方から正常信号が供給されている場合に、電磁クラッチ184に電力を供給するようにされている。すなわち、2つの転舵系統A,Bの少なくとも一方が正常であれば、電磁クラッチ184が作動させられて、伝達不能状態にされ、転舵装置140の駆動力によって車輪16が転舵されるのである。また、2つの転舵系統の両者が失陥した場合には、電力の供給が停止されて電磁クラッチ184は伝達可能状態にされ、運転者の操作力によって車輪16を転舵することが可能にされる。
1.6. Operation of the steering system.
The operation of the steering device will be described below. First, control of the
上述のように、本実施例において、通常走行時には、電磁クラッチ184がON状態にされて上記伝達不能状態にされる。その状態では、転舵部12が発生する操作に対する抵抗力等の反力がステアリングホイール14に伝達されない。そのため、ECU200A,Bの各々は、操作位置センサ52,車速センサ210の検出結果に基づいて操舵角,車速等を取得するとともに、それら操舵角等に応じて反力モータ26に供給する電力の目標値である供給電力目標値を決定し、インバータ220に目標値を送信する。インバータ220は、ECU200A,Bの両者から供給電力目標値を受信し、その目標値と等しい大きさの電力を反力モータ26に供給する。なお、ECU200A,Bの供給電力目標値が異なる場合は、大きい方の値が採用される。また、ECU200A,Bの一方からのみ電力目標値が送信された場合には、その電力目標値と等しい大きさの電力を反力モータ26に供給する。そして、反力モータ26は、供給された電力に応じた回転駆動力をシャフト24に作用させることによって操舵反力を発生させて、操舵操作に対する手応えを生じさせ、また、ステアリングホイール14の操作位置を中立位置に復帰させる。
As described above, in this embodiment, during normal running, the
また、ECU200A,Bの各々は、ステアリングホイール14の操舵角に応じた転舵角である目標転舵角を決定するとともに、転舵位置センサ176の検出結果に基づいて取得された車輪16の転舵角である測定転舵角を取得する。そして、目標転舵角と測定転舵角との偏差に応じた電力の目標値を決定し、それぞれインバータ222A,Bに目標値を送信して転舵モータ160に電力を供給させることによって、転舵装置140に車輪16を転舵させる。ECU200A,Bは、目標転舵角の決定において互いに同様の処理を行っており、インバータ222A,Bに送信される電力の目標値が概ね互いに等しくなり、転舵モータ160A,Bが発生する駆動力も概ね互いに等しくなる。つまり、2つの転舵系統の両者が正常である場合には、一方の転舵系統によって、車輪16を転舵する転舵力の約半分の力が発生するようにされている。本実施例において、ECU200A,Bの各々が、駆動力源たる転舵モータ160に供給される電力を制御する「駆動電力制御器」としての機能を有している。
Each of the
本ステアリング装置は、2つの転舵系統が正常である場合に、抵抗力発生装置30によって操舵操作に対する抵抗力が発生しないようにされている。具体的に説明する。ECU200A,Bは、それぞれが属する転舵系統が正常である場合に、転舵系統が正常であることを示す信号である正常信号を、それぞれと対応するドライバ230A,Bに継続的に供給するようにされている。その正常信号を受信したドライバ230A,Bの各々は、抵抗力発生装置30に転舵系統が正常である場合に電磁石92等を作動させるための電力である正常時作動電力(「正常時電力」の一種である)を供給するようにされている。すなわち、本実施例では、ECU200A,Bが、それぞれドライバ230A,Bに正常信号を供給することにより、間接的に正常時作動電力が供給されている。本実施例において、ドライバ230Aは、ブラシ96と接続されており、その電磁石92に電力が供給されるとスライド体80が前方側に変位させられる。一方、ドライバ230Bは、電磁石114と接続されており、その電磁石114に電力が供給されるとスライド体80が後方側に変位させられる。すなわち、2つの転舵系統が正常である場合には、電磁石92,114の両者に電力が供給され、大径部材88と摩擦部材110とが接触しない相対位置に位置させられており、操舵操作に対する抵抗力が発生しないのである。
In the present steering device, when the two steering systems are normal, a resistance force to the steering operation is not generated by the resistance
1.7. 失陥時の作動.
2つの転舵系統の一方が失陥した転舵系統一部失陥時(以後、「一部失陥時」と略記する場合がある)の本ステアリング装置の作動について説明する。転舵系統A,Bのいずれか1つが失陥した状態は、その転舵系統に属するECU200,インバータ222,転舵モータ160のいずれか少なくとも1つが異常となり、充分な駆動力を発揮できなくなった状態とされる。ECU200A,Bの各々は、それが属する転舵系統のインバータ222A,Bから転舵モータ160A,Bに供給される電力の大きさ、転舵速度等を監視しており、断線によって電力が流れない状態、充分な電力が供給されているのに転舵が行われない状態等を検知した場合に、転舵系統が異常であると判定する。また、ECU200A,Bの各々は、メインとサブの2つのCPUを備えており、それら2つのCPUの演算値が異なる場合にも、それが属する転舵系統が異常であると判定するようにされている。
1.7. Operation in case of failure.
The operation of the steering device when one of the two steering systems has failed will be described when the steering system partially fails (hereinafter sometimes abbreviated as “partial failure”). In a state where any one of the steering systems A and B has failed, at least one of the ECU 200, the inverter 222, and the
ECU200A,Bの各々は、それが属する転舵系統が異常であると判定した場合に、反力モータ26,転舵モータ160等を制御する部分の機能を停止し、インバータ220等,ドライバ230等への指令,正常信号の供給を停止するようにされている。インバータ220は、上述のように、ECU200A,Bの一方からの指令を受けて反力モータ26に電力を供給する。一方、インバータ222A,Bは、それぞれECU200A,Bからの指令が途絶えると転舵モータ160A,Bへの電力の供給を停止する。また、インバータ222A,Bの各々と転舵モータ160A,Bの各々との間には、ECU200A,Bの正常時正常信号の供給を受けて閉状態となるリレー(図示省略)が配設されている。そのリレーは、それが属する転舵系統の異常時に正常信号の供給が停止され、開状態にされる。そのため、失陥した転舵系統に属する転舵モータ160は、可及的に小さい抵抗で空転可能な状態にされる。また、ドライバ230A,Bの各々は、それぞれに対応するECU200A,Bからの正常信号の供給が途絶えると、抵抗力発生装置30に正常時作動電力を供給しなくなるようにされている。
When each of the
以上に述べた一部失陥時には、転舵系統A,Bの一方のみによって車輪16を転舵する力を発生させるため、転舵速度が小さくなり、図7に示すように、素速い操舵操作がなされた場合に、車輪16の転舵が遅れて目標転舵角と測定転舵角との偏差が大きくなる場合がある。しかし、本ステアリング装置は、一部失陥時に、失陥した転舵系統から抵抗力発生装置30に正常時作動電力が供給されなくなることにより、転舵の遅れが抑制されるようにされている。具体的には、正常時作動電力が供給されなくなると、電磁石92,114のいずれか一方の磁力が消失し、スライド体80と筒状スライド部材100とのいずれか一方がスプリング90,112の付勢力によって変位させられて、摩擦部材110と大径部材88とが接触し、操舵操作に対する抵抗力を発生させるようにされている(図3,図4)。その抵抗力は、2つの転舵系統が正常であった場合、つまり正常時よりも大きくなるように摩擦部材110と大径部材88との摩擦抵抗が調節されている。
In the case of the partial failure described above, since the force for turning the
上述のように、抵抗力発生装置30が操舵操作に対する抵抗力を一部失陥時にのみ発生させることにより、操舵反力付与装置20がステアリングホイール14に付与する操舵反力を正常時よりも大きくすることができる。そのことにより、運転者が素速い操舵操作を行うことが困難となり、つまり、緩やかな操作がなされることとなり、目標転舵角と測定転舵角との偏差が大きくなることが抑制される。また、素速い操舵操作に応じて車輪16を素速く転舵できる場合であっても、上記摩擦抵抗によって操舵反力が増大させられていることにより、転舵系統の負荷が大きくなることを抑制することができる。すなわち、本実施例において、抵抗力発生装置30が、一部失陥時にのみ操舵反力を発生させる「失陥時反力発生装置」として機能している。
As described above, the
次に、2つの転舵系統が両方とも失陥した転舵系統多数失陥時(以後、「多数失陥時」と略記する場合がある)の本ステアリング装置の作動について説明する。多数失陥時には、ECU200A,Bの両者の、ドライバ224、ドライバ230A,Bへの正常信号の供給が停止される。そのため、前述のように、ドライバ224から電磁クラッチ184への電力供給が停止されると、伝達可能状態になり、操作力によって車輪16を転舵することが可能な状態となる。その状態では、転舵系統A,Bの両者とも転舵力を発生しないため、車輪16を転舵するには大きな操作力が必要になる。しかしながら、前述のように、抵抗力発生装置30の電磁石92,114のいずれもが非作動状態となると(図2)、抵抗力発生装置30は操舵操作に対する抵抗力を発生しなくなり、抵抗力発生装置30による操舵反力が一部失陥時よりも小さくなる。また、ECU200A,Bの両者の一部分の機能が停止するため、インバータ220は反力モータ26に電力を供給しなくなり、多数失陥時には、操舵反力付与装置20による操舵反力が付与されなくなる。すなわち、本ステアリング装置は、一部失陥時において、操舵反力を増大させて素速い操舵操作がなされにくくするとともに、多数失陥時において、操舵反力が付与されないため、操作力によって車輪16を転舵する際の操舵操作の重さを緩和することができるのである。
Next, the operation of the present steering apparatus when there is a large number of steering systems in which both of the two steering systems have failed (hereinafter sometimes abbreviated as “when many systems have failed”) will be described. When a large number of failures occur, the supply of normal signals to both the
なお、本実施例において、2つの相対動作体たるスライド体80と筒状スライド部材100とが互いに逆の向きに変位させられたが、一方のみが変位するように構成することもできる。例えば、スライド体80を1段階変位させた場合に摩擦部材110と大径部材88とが接触し、2段階変位させると接触しないようにすることができる。ステアリング装置が複数の転舵系統を備える場合には、例えば、スライド体80が第1設定段階変位させられると摩擦部材110と大径部材88とが接触し、第1設定段階より多く設定された第2設定段階変位させられると接触しないようにすることができる。
In the present embodiment, the
2. 第2実施例.
上記実施例において、操舵反力付与装置20は、失陥時反力発生装置として機能する抵抗力発生装置30を備えるものとされていたが、失陥時反力発生装置として機能する発電型操舵反力発生装置を備えるものとすることができる。発電機は、例えば、それの出力端子間を電気的に導通させた場合に、コイルの銅損,インダクタンス等に起因する抵抗力、すなわち、「発電制動力」を発生させる。その発電制動力に依拠して一部失陥時にステアリングホイール14に付与する操舵反力を増大させることができる。図8に、一部失陥時にのみ操舵反力を発生させるために発電機として機能する電磁モータを備えた操舵反力付与装置300を備えたステアリング装置を模式的に示す。本ステアリング装置は、上記実施例のステアリング装置と多くの構成が同じであるため、同様の構成については上記実施例と同じ番号を付して説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
2. Second embodiment.
In the above embodiment, the steering reaction
図9に操舵反力付与装置300の断面を模式的に示す。本操舵反力付与装置300は、上記実施例と同様の反力モータ26と、一部失陥時に発電制動力に依拠して操舵反力を発生させる発電用モータ310とを備えている。その発電用モータ310は、図示を省略する取付部において車体の一部に固定された円筒状のハウジング320を備え、そのハウジング320の後方側端部には反力モータ26が固定されている。そのハウジング320は、両端部において軸受322を介してシャフト24を回転可能に支持している。そのハウジング320内部の後方側には操作位置センサ52が配設されている。操作位置センサ52の前方側には、コイルを含んで構成されたロータ330がシャフト24に相対回転不能に取り付けられている。そのロータ330の外周を取り巻くように、ハウジング320の内周部に永久磁石を含んで構成されたステータ332が配設されている。また、ハウジング320内部の前方側にはブラシ340X,Yが設けられており、ロータ330のコイルと接続された接続端子334が回転しながらブラシ340X,Yと接触するようにされている。
FIG. 9 schematically shows a cross section of the steering reaction
発電用モータ310のブラシ340X,Yは、図10に模式的に示す導通切換器350に接続されている。その導通切換器350は、電磁スイッチたるリレー360A,Bを備えている。リレー360A,Bの各々は、電磁石364と、2つの導電路366の電気的な導通の有無を切り換える2つの導通切換スイッチ368(以後、「スイッチ」と略記する場合がある)とを有している。この図において、電力の供給によってリレー360A,Bの両者が作動状態になっており、電磁石364の磁力によって、1つが開状態、1つが閉状態にされている。また、2つの導電路366の各々において、2つのスイッチ368の一方が開状態にされ、他方が閉状態にされており、この図において、発電用モータ310のブラシ340Xとブラシ340Yとの間(以後、「ブラシ340X,Y間」と略記する)の導通は遮断されている。すなわち、リレー360A,Bの両者が作動状態である場合には、発電用モータ310が発電制動力が発生しないようにされているのである。
The
リレー360A,Bのいずれか一方に電力が供給されなくなった場合には、つまり、非作動状態にされた場合には、その非作動状態にされたリレー360の2つのスイッチ368によって2つの導電路366の導通の有無が切り換えられる。例えば、リレー360Aに電力が供給されなくなった場合には、図11に示すように、リレー360Aのスイッチ368の一方が開状態から閉状態へ、他方が閉状態から開状態へ切り換わる。そのため、図において上側の導電路366によって、発電用モータ310のブラシ340X,Y間に導通が生じ、発電用モータ310の発電制動力が発生する状態となる。リレー360A,Bの両者が非作動状態にされた場合には、リレー360A,Bの両者のスイッチ368が、図10とは逆の状態になり、発電用モータ310のブラシ340X,Y間の導通は遮断される。
When power is not supplied to any one of the
それらリレー360A,Bを作動させる電力は、ECU200A,Bから供給される。具体的には、リレー360A,Bは、それぞれECU200A,Bに接続され、その接続されたECU200から正常であることを示す信号用の比較的小さい電力である正常時信号電力(正常時電力の一種である)の供給を受けた場合に作動状態となる。すなわち、2つの転舵系統A,Bの両者が正常である場合には、ECU200A,Bの両者が正常時信号電力を供給するため、リレー360A,Bの両者が作動状態となり、図10に示すように発電用モータ310のブラシ340X,Y間の導通が遮断された状態となる。そのため、正常時には、発電用モータ310は、発電制動力を発生させず、操舵操作に応じて回転させられ、その際の作動抵抗は比較的小さいものとされている。
Electric power for operating the
一部失陥時には、ECU200A,Bのうちのいずれか一方の正常時信号電力が供給されなくなり、本実施例において、電力の供給が途絶えることとなる。例えば、ECU200Aの正常時信号電力が途絶えた場合には、図11に示すように、ブラシ340X,Y間に導通が生じることとなる。したがって、発電用モータ310は操舵操作に応じて発電制動力を発生させることにより、操作速度に応じた大きさの操舵反力を発生させる。なお、ブラシ340X,Y間には抵抗器380が接続されており、発電用モータ310の発電制動力に依拠する操舵反力が適度な大きさになるように予め調節されている。そして、一部失陥時には、反力モータ26が発生させる操舵反力と、発電用モータ310の発電制動力に依拠する操舵反力とを合わせた操舵反力がステアリングホイール14に付与されることにより、正常時よりもステアリングホイール14に付与される操舵反力が大きくなる。そのため、運転者が素速い操舵操作を行うことが困難となり、転舵の遅れが抑制され、あるいは、正常な転舵系統の負荷が大きくなることが抑制される。また、発電用モータ310は、回転速度の増加に応じて起電力が大きくなるため、操作速度が大きいほど操舵反力も大きくなり、素速い操舵操作を効果的に抑制することができる。
At the time of partial failure, the normal signal power of any one of the
多数失陥時には、ECU200A,Bの両方の正常時信号電力が途絶えることとなる。その場合には、ブラシ340X,Y間は導通が遮断された状態となるため、発電制動力に依拠する操舵反力は発生しない。したがって、操作力によって車輪16を転舵する際に、不要な操舵反力が付与されず、運転者の負担が軽減される。すなわち、転舵系統の失陥時に、より適切に対応することができる。
When many faults occur, the normal signal power of both
本実施例において、電磁スイッチたるリレー360を含んで「電磁作動器」が構成されている。また、導通切換器350が「操舵反力増大装置」として機能している。さらに、発電用モータ310を含んで「発電型反力発生装置」が構成されている。また、発電用モータ310および導通切換器350を含んで「失陥時反力発生装置」が構成されている。さらに、導通切換器350が、「操舵反力増大装置」として機能している。さらにまた、ブラシ340X,Yが、「発電機の出力端子」として機能している。なお、本実施例の操舵反力付与装置450は、一部失陥時において、操舵操作の速さに基づいて操舵反力の増大量を変化させるように構成された態様である。
In this embodiment, an “electromagnetic actuator” is configured including a relay 360 as an electromagnetic switch. Further, the
なお、ステアリング装置が、3つの転舵系統A,B,Cを備えている場合には、図12に模式的に示すような導通切換器400によって、一部失陥時(この図では、転舵系統が2つ失陥した場合)に発電用モータ310のブラシ340X,Yを導通させ、多数失陥時(この図では、転舵系統が全て失陥した場合)に導通を遮断することができる。この図において、全ての転舵系統は正常であり、3つのリレー410A,B,Cは、それぞれ電子制御ユニット420A,B,C(以後「ECU」と略記する。また、ECU420はECU200と同様の構成である)から正常時信号電力の供給を受けて、全て作動状態にされている。リレー410は、電磁石364と、3つの導電路366の導通の有無を切り換える3つの導通切換スイッチ368(以後、「スイッチ」と略記する場合がある)とを有しており、作動状態において、電磁石364の磁力によって、2つが開状態、1つが閉状態にされている。
When the steering device is provided with three steering systems A, B, and C, the
そして、ECU420A,B,Cのいずれかの正常時信号電力が途絶えると、それに対応するリレー410A,B,Cのうちの1つが非作動状態となり、3つのスイッチ368が切り換わり、2つが閉状態、1つが開状態にされる。しかしながら、この導通切換器400では、1つのリレー410が非作動状態にされても発電用モータ310のブラシ340X,Y間の導通は生じないようにされている。この導通切換器400は、3つの転舵系統のうちの2つによって、転舵速度の低下の虞無く、また、転舵モータの負荷が過大になる虞無く、転舵が行えるようにされたステアリング装置に好適にされているのである。一方、3つの転舵系統のうちの2つが失陥した場合、つまり、2つのリレー410が非作動状態になった場合には、ブラシ340X,Y間を結ぶ3つの導電路374のうちの1つが導通を生じさせ、発電用モータ310によって発電制動力を発生させ、その発電制動力に依拠して操舵反力を増大させることができる。さらに、全ての転舵系統が失陥した場合には、全てのリレー410が非作動状態になり、3つの導電路374のいずれも導通を生じさせないため、発電制動力が発生しないようにされている。
When the normal signal power of any of the ECUs 420A, B, and C is interrupted, one of the corresponding relays 410A, B, and C is deactivated, and the three
なお、図13に模式的に示すように、導通切換器400が、2つのスイッチ368を有するリレー430A,B,Cを備えるものとすることができる。その場合には、転舵系統A,B,Cのうちの1または2のものが失陥した場合に、導通を生じさせ、発電用モータ310によって発電制動力を発生させることができる。また、全てが失陥した場合に、導通を遮断して発電制動力が発生しないようにすることができる。以上のように、発電用モータ310のブラシ340X,Y間に、複数の導通切換スイッチ368を有する電磁作動器たるリレーを配設することにより、複数の転舵系統のうちの失陥したものの数が設定範囲内である場合に、導通を生じさせて発電制動力を発生させることによって操舵反力を増大させることができる。また、失陥したものの数が設定範囲を超えた場合に、操舵反力を生じさせないようにすることができる。
As schematically illustrated in FIG. 13, the
本実施例のように、一部失陥時に、発電用モータ310の発電制動力に依拠して操舵反力を発生させることによって、発電用モータ310の発電特性を操舵反力特性とすることができる。すなわち、操舵速度が小さいときには小さな反力を、操舵速度が大きいときには大きな操舵反力をステアリングホイール14に付与することができる。よって、転舵の遅れが生じる虞のある操舵速度が速いときにのみ大きな操舵反力を付与することができるため、操舵フィーリングが悪化しにくいのである。なお、本実施例において、通常時(正常時)の反力モータ26と一部失陥時の発電用モータ310とを別個に設けているが、通常時の反力モータ26を一部失陥時の発電用モータとして用いることができる。
As in this embodiment, when a partial failure occurs, the power generation characteristic of the
3. 第3実施例.
上記実施例において、操舵反力付与装置は、一部失陥時にのみ操舵反力を発生させる「失陥時反力発生装置(例えば、抵抗力発生装置30)」を備えていた。それに対して、操舵反力付与装置が失陥時反力発生装置を備えていなくとも、一部失陥時に操舵反力を増大させることができる。図14に、失陥時反力発生装置を備えていない操舵反力付与装置450を備えたステアリング装置を模式的に示す。本ステアリング装置は、上記2つの実施例のステアリング装置と多くの構成が同じであるため、同様の構成については上記実施例と同じ番号を付して説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
3. Third embodiment.
In the above embodiment, the steering reaction force applying device includes the “failure reaction force generation device (for example, the resistance force generation device 30)” that generates a steering reaction force only when a partial failure occurs. On the other hand, even if the steering reaction force applying device does not include the failure reaction force generation device, the steering reaction force can be increased when a failure occurs. FIG. 14 schematically shows a steering device including a steering reaction
図15に、操作反力付与装置450の断面を模式的に示す。操作反力付与装置450は、上記実施例と同様の反力モータ26と、シャフトを回転可能に支持するシャフト支持機構460とを備えている。そのシャフト支持機構460は、円筒状のハウジング462を備えており、そのハウジング462は、図示を省略する取付部において車体の一部に固定されている。また、ハウジング462は、両端部において軸受464を介してシャフト24を回転可能に支持している。シャフト支持機構460内部には、操作位置センサ52と、出力プーリ79とが配設されている。出力プーリ79は、シャフト24と一体的に回転するように固定され、ベルト186が巻掛けられている。ハウジング462の下部には、ベルト186が通過する通過口466が形成されている。
FIG. 15 schematically shows a cross section of the operation reaction
本ステアリング装置は、上記実施例と同様のECU200A,Bを備えているが、本実施例においてECU200A,Bは、転舵モータ160A,Bの制御を行い、反力モータ26の制御を行わないようにされている。そのため、本ステアリング装置は、適切な大きさの操舵反力を発生させるべく反力モータ26を制御する操舵反力電子制御装置480(以後、「ECU480」)を備えている。そのECU480は、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータを主体として構成されている。また、ECU480には操作位置センサ52(θ),転舵位置センサ176(δ),車速センサ210(V)等の各種センサが接続されている。さらに、ECU480にはインバータ482が接続されており、ECU480からインバータ482に各種の制御指令が送信されると、インバータ482から反力モータ26に電力が供給される。さらにまた、ECU480はECU200A,Bの各々と接続され、それらECU200A,Bの各々から正常信号A,Bが供給される。ECU480は、正常信号の有無に基づいて、正常時,一部失陥時,多数失陥時のいずれの状態であるかを判定し、反力モータ26の制御を適切なものとすることができるようにされている。
The present steering apparatus includes
本ECU480による反力モータ26の制御について説明する。なお、ECU200A,Bによるそれぞれ転舵モータ160A,Bの制御は第1実施例と同様である。ECU480のROMには、転舵系統失陥時に対応できるようにされた失陥時対応反力制御プログラム(以後、「反力制御プログラム」と略記する場合がある)が記憶されている。その反力制御プログラムは、ECU480のコンピュータによって極短時間毎に繰り返し実行される。その反力制御プログラムのフローチャートを図16に示す。ステップ11(以後、ステップ11を「S11」と略記し、他のステップについても同様とする)において、ECU480にECU200A,Bからそれぞれ正常信号A,Bの両者が供給されているか否かが判定される。
Control of the
S11の判定がYESの場合は、転舵系統A,Bは両者とも正常であり、S12の正常時反力制御が行われる。その正常時反力制御では、上記2つの実施例と同様の制御が行われ、操舵角,車速等に応じて反力モータ26に供給する電力の目標値である供給電力目標値を決定する処理が行われる。なお、ECU480のROMには、操舵角および車速に応じた電力値が、操舵角−電力値マップとして記憶されている。図17に、操舵角および車速に応じた電力値のマップを模式的に示す。操舵角に応じた電力値は、右旋回操舵がなされている場合(操舵角θ>0)には正の値となり、左旋回操舵がなされている場合(操舵角θ<0)には、負の値にされている。電力値の正負によって反力モータ26の回転の向きが逆になり、正の値の場合はステアリングホイール14を左回転させる向きの操舵反力が発生し、負の値の場合は右回転させる操舵反力が発生するようにされている。また、操舵角に応じた電力値は、操舵角θの増加とともに増大させられ、旋回操舵に対する手応えを生じさせるとともに、ステアリングホイール14を中立位置(操舵角θ=0)に復帰させる力を生じさせる。さらに、車速Vが低い場合には電力値の変化勾配が小さく、操舵操作を比較的軽やかに行うことが可能にされ、車速Vが大きい場合には電力値の変化勾配が大きく、操舵操作が比較的安定するようにされている。
When the determination in S11 is YES, both the steering systems A and B are normal, and the normal reaction force control in S12 is performed. In the normal reaction force control, control similar to that in the above two embodiments is performed, and a process of determining a supply power target value that is a target value of power supplied to the
以上に述べたように、正常時反力制御において、操作位置センサ52の検出値に基づいて取得された操舵角,車速に基づいて、操舵角および車速に応じた電力値がマップから読み出されて供給電力目標値とされるのである。その供給電力目標値に応じた制御指令がECU480からインバータ482に送信されると、インバータ482から供給電力目標値に応じた電力が反力モータ26に供給され、反力モータ26によって適切な操舵反力が発生させられる。
As described above, in the normal reaction force control, the power value corresponding to the steering angle and the vehicle speed is read from the map based on the steering angle and the vehicle speed acquired based on the detection value of the
S11の判定がNOの場合は、S13の判定が行われる。そのS13において、正常信号A,Bの両者が供給されていない場合にYESとなる。つまり、正常信号A,Bのいずれか一方のみが供給され、他方が供給されていない状態、すなわち、一部失陥時である場合に判定がNOにされる。S13の判定がNOの場合は、S14において一部失陥時反力制御が行われる。一部失陥時反力制御では、供給電力目標値が、正常時の目標値に操舵速度に応じた電力値が加算された値とされる(式1)。
[式1]「一部失陥時の供給電力目標値」=「正常時の供給電力目標値」+「操舵速度に応じた電力値」
If the determination in S11 is NO, the determination in S13 is performed. In S13, when both the normal signals A and B are not supplied, it becomes YES. That is, the determination is NO when only one of the normal signals A and B is supplied and the other is not supplied, that is, when there is a partial failure. If the determination in S13 is NO, the reaction force control at the time of partial failure is performed in S14. In the partial failure reaction force control, the supply power target value is a value obtained by adding a power value corresponding to the steering speed to the target value at the normal time (formula 1).
[Expression 1] “Supply power target value in the case of partial failure” = “Normal supply power target value” + “Power value according to the steering speed”
その操舵速度に応じた電力値は、図18に模式的に示す操舵速度−電力値マップに基づいて取得される。なお、操舵速度−電力値マップは、ECU480のROMに記憶されている。図から分かるように、本実施例において、操舵速度に応じた電力値は、操舵速度の増加に応じて大きくなるようにされている。また、右方向へ操作されている場合には正の値となり、ステアリングホイール14を左回転させる向きの操舵反力を発生させ、左方向へ操作されている場合には負の値となってステアリングホイール14を右回転させる向きの操舵反力を発生させる。すなわち、操舵速度に応じた電力値は、操作方向と逆向きの操舵反力を発生させるように設定されているのである。そのため、正常時の目標値が操作方向と逆向きの操舵反力を発生させるものであれば、一部失陥時の供給電力目標値の絶対値が増大し、操舵速度の増加を抑制する効果または操舵速度を減少させる効果が増大する。一方、正常時の目標値が操作方向と同じ向きの操舵反力を発生させるものであれば、一部失陥時の供給電力目標値の絶対値が減少し、操舵速度を増加させる操舵反力が減少させられる。
The power value corresponding to the steering speed is acquired based on a steering speed-power value map schematically shown in FIG. The steering speed-power value map is stored in the ROM of the
すなわち、本操舵反力付与装置450は、操舵速度の増加を抑制する向きの操舵反力を正常時よりも大きくするようにされているのである。そのため、素速い操舵操作を効果的に抑制することができる。また、本操舵反力付与装置450は、操作方向と同じ向きの操舵反力を減少させるようにされている。そのため、操作方向と同じ向きの操舵反力によって操舵速度が増加することを抑制することができる。なお、操舵反力が操作方向と逆向きの場合に正の値になると考えれば、操作方向と同じ向きの操舵反力は負の値となる。したがって、操作方向と同じ向きの操舵反力を減少させることは、負の操舵反力の値を0に近づけること、あるいは、正の値にすることであり、操作方向と逆向きの操舵反力を増加させていると捉えることができる。すなわち、本ステアリング装置は、一部失陥時の操舵反力が、正常時と比較して、操舵速度に応じた電力値だけ増大させられるのである。
That is, the steering reaction
上述のように、一部失陥時の供給電力目標値は、正常時の目標値を、より操舵速度の増加を抑制するように変化させられたものとされている。また、その目標値の変化の度合いは、操舵速度の増加に応じて大きくされ、操舵速度が大きいほど一部失陥時の操舵速度の増加を抑制する度合いが強くなるようにされている。このように、一部失陥時の操舵反力を、正常時よりも操舵速度の増加を抑制する度合いを大きくすることにより、一部失陥時に素速い操舵操作を効果的に抑制することができ、失陥していない残りの転舵系統の負担を軽減することができる。一方、緩やかな操舵操作がなされている場合には、操舵反力の増大量が小さく、運転者の負担が増加しにくくされている。 As described above, the target power supply value at the time of partial failure is changed from the normal target value so as to further suppress the increase in the steering speed. Further, the degree of change in the target value is increased in accordance with the increase in the steering speed, and the degree of suppressing the increase in the steering speed at the time of partial failure increases as the steering speed increases. As described above, the steering reaction force at the time of partial failure can be effectively suppressed at the time of partial failure by increasing the degree to which the increase in the steering speed is suppressed compared to the normal time. This can reduce the burden on the remaining steering system that has not failed. On the other hand, when a gentle steering operation is performed, the increase amount of the steering reaction force is small, and the burden on the driver is hardly increased.
S13の判定がYESの場合は、正常信号A,Bのいずれも供給されていない状態、つまり、転舵系統A,Bの両者が失陥した多数失陥時であるため、S15において操舵反力の付与が停止される。すなわち、ECU480は反力モータ26を制御する機能を停止させ、正常信号の供給を停止する。そして、ECU480からインバータ482に制御指令が送信されないため、インバータ482から反力モータ26に電力が供給されず、反力モータ26は操舵操作に応じて受動的に回転させられる状態にされる。なお、反力モータ26の電源端子間の電気的な導通は遮断され、反力モータ26が発電制動力に依拠する操舵反力を発生しないようにされる。以上のように、多数失陥時に操舵反力が付与されないようにすることにより、電磁クラッチ184が伝達可能状態になって、操作力で車輪16を転舵する場合でも、不要な操舵反力がステアリングホイール14に付与されることを回避して、運転者の負担を軽減することができる。すなわち、本ステアリング装置は、多数失陥時に、ステアリングホイール14に操舵反力を付与しない態様とされている。
If the determination in S13 is YES, since neither of the normal signals A and B is supplied, that is, in the case of multiple failures in which both the steering systems A and B have failed, the steering reaction force in S15. Granting is stopped. That is, the
本実施例において、ECU480の失陥時対応反力制御プログラムを実行する部分(操舵反力制御部)が、「操舵反力増大手段」として機能している。また、本操舵反力付与装置450は、正常時と一部失陥時とにおいて操舵反力を発生する態様とされている。さらにまた、本操舵反力付与装置450は、反力モータ26とECU480の反力制御プログラムを実行する部分を含んで構成されている。
In the present embodiment, the portion (steering reaction force control unit) that executes the failure reaction force control program of the
本実施例において、一部失陥時に、「操舵速度に応じて」操舵反力が増大させられたが、「転舵の遅れに応じて」操舵反力を増大させることもできる。その場合には、目標転舵角に対する測定転舵角の偏差に応じた電力値の増大量を予め設定し、偏差−電力値増大量マップとしてECU480のROMに記憶させておくことができる。そして、取得された偏差に応じた電力値の増大量を上記マップから読み出すことにより、供給電力目標値を増大させることができる。なお、供給電力目標値を増大させる際には、供給電力目標値に偏差に応じた係数を乗じることによって取得することや、供給電力目標値に偏差に応じた電力値を加算することによって取得することができる。
In this embodiment, the steering reaction force is increased “according to the steering speed” at the time of partial failure. However, the steering reaction force can also be increased “according to the delay in turning”. In that case, an increase amount of the power value corresponding to the deviation of the measured turning angle with respect to the target turning angle can be set in advance and stored in the ROM of the
10:操作部 12:転舵部 14:ステアリングホイール(操作部材) 16:転舵車輪 18:連結部(伝達機構) 20:操作反力付与装置 26:反力モータ(正常時反力発生装置) 30:抵抗力発生装置(失陥時反力発生装置) 52:操作位置センサ 80:スライド体(相対動作体) 90:引張りコイルスプリング(弾性体) 92:電磁石 100:筒状スライド部材(相対動作体) 110:摩擦材 112:引張りコイルスプリング(弾性体) 114:電磁石 140:転舵装置 160:転舵モータ(駆動力源) 176:転舵位置センサ 184:電磁クラッチ 200:電子制御ユニット[ECU](駆動電力制御器) 220,222:インバータ(駆動回路) 224,230:ドライバ(駆動回路) <第2実施例> 300:操舵反力付与装置(発電型反力発生装置) 310:発電用モータ(発電機) 340X,Y:ブラシ(発電機の出力端子) 350:導通切換器(操舵反力増大装置) 360:リレー(電磁作動器) 364:電磁石 366:導電路 368:導通切換スイッチ 400:導通切換器(操舵反力増大装置) 410:リレー(電磁作動器) 420:電子制御ユニット[ECU](駆動電力制御器) <第3実施例> 450:操作反力付与装置 480:操舵反力電子制御ユニット[ECU](駆動電力制御器) 482:インバータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Operation part 12: Steering part 14: Steering wheel (operation member) 16: Steering wheel 18: Connection part (transmission mechanism) 20: Operation reaction force provision apparatus 26: Reaction force motor (normal reaction force generator) 30: Resistance force generation device (reaction force generation device at the time of failure) 52: Operation position sensor 80: Slide body (relative operation body) 90: Pulling coil spring (elastic body) 92: Electromagnet 100: Cylindrical slide member (relative operation) Body) 110: friction material 112: tension coil spring (elastic body) 114: electromagnet 140: steering device 160: steering motor (driving force source) 176: steering position sensor 184: electromagnetic clutch 200: electronic control unit [ECU ] (Drive power controller) 220, 222: inverter (drive circuit) 224, 230: driver (drive circuit) <second embodiment> 300: anti-steering Giving device (power generation type reaction force generation device) 310: Motor for power generation (generator) 340X, Y: Brush (output terminal of generator) 350: Conduction switch (steering reaction force increasing device) 360: Relay (electromagnetic actuator) 364: Electromagnet 366: Conduction path 368: Conduction switch 400: Conduction switch (steering reaction force increasing device) 410: Relay (electromagnetic actuator) 420: Electronic control unit [ECU] (drive power controller) <Third Examples> 450: Operation reaction force applying device 480: Steering reaction force electronic control unit [ECU] (drive power controller) 482: Inverter
Claims (6)
前記操舵反力付与装置が、
(A)操舵反力を発生させる1の反力発生装置と、(B)その1の反力発生装置とは別に、前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが失陥した一部失陥時にのみ、操舵反力を発生させる失陥時反力発生装置とを備えることで、前記一部失陥時において、前記操作部材に付与する操舵反力を正常時よりも大きくするように構成されており、
前記複数の転舵系統の各々が、
前記駆動力源に供給される電力を制御するとともに、自身が属する前記転舵系統が正常である場合に正常時電力を前記失陥時反力発生装置に継続して供給する一方、自身が属する転舵系統が失陥した場合に正常時電力を前記失陥時反力発生装置に供給しないように構成された駆動電力制御器を備え、
前記失陥時反力発生装置が、
それぞれが、操舵操作に応じて互いに相対動作させられるとともに、その相対動作する方向と交差する方向に相対変位可能に支持され、その交差する方向における相対変位量が設定範囲内となる場合にだけ、互いに係合して前記相対動作に対する抵抗力を発生させる2つの相対動作体と、
前記複数の駆動電力制御器のうちの正常時電力を供給しないものが1つ増加する毎に前記2つの相対動作体を前記交差する方向における設定された向きに設定量ずつ相対変位させ、(a)前記複数の駆動電力制御器のうちの設定数を超えない一部のものの正常時電力が
供給されない場合に、前記2つの相対動作体の相対変位量が設定範囲内になり、(b)前記
複数の駆動電力制御器のうちの設定数を超えるものの正常時電力が供給されない場合に、前記2つの相対動作体の相対変位量が設定範囲を超えるように構成された相対変位装置と を備えることによって、
前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが正常時電力を供給しない場合に操舵反力を発生させるように構成されたことを特徴とするステアリング装置。 An operation member that performs a steering operation, a steering device that includes a plurality of steering systems each having a driving force source and that steers a wheel by the driving force of the driving force source, and a steering operation A steering device including a steering reaction force applying device that applies a steering reaction force, which is a reaction force, to the operation member,
The steering reaction force applying device is
Apart from (A) one reaction force generator for generating a steering reaction force and (B) the first reaction force generator, some of the plurality of steering systems that do not exceed the set number A failure reaction force generating device that generates a steering reaction force only when a partial failure has occurred, so that the steering reaction force applied to the operating member in the partial failure is greater than normal. Is configured to be large,
Each of the plurality of steering systems is
While controlling the electric power supplied to the driving force source, and continuously supplying normal power to the failure reaction force generator when the steering system to which it belongs is normal, it belongs to itself A drive power controller configured not to supply normal-time power to the failure-time reaction force generator when the steering system fails;
The failure reaction force generator is
Each is operated relative to each other according to the steering operation, and is supported so as to be capable of relative displacement in the direction intersecting with the relative operation direction, and only when the relative displacement amount in the intersecting direction is within the set range. Two relative motion bodies that engage with each other to generate a resistance to the relative motion;
Each time the one that does not supply normal power among the plurality of drive power controllers increases, the two relative motion bodies are relatively displaced by a set amount in a set direction in the intersecting direction, and (a The normal power of some of the plurality of drive power controllers not exceeding the set number
When not supplied, the relative displacement amount of the two relative motion bodies is within the set range, and (b)
When the normal state power that exceeds the preset number of the plurality of driving power controller is not supplied, the relative displacement amount of the two relative operating member may comprise a relative displacement device configured to exceed the set range By
A steering apparatus configured to generate a steering reaction force when a part of the plurality of steering systems not exceeding a set number does not supply normal power .
それぞれが、前記複数の駆動電力制御器の各々に対応し、正常時電力の供給がある場合に作動状態となり、正常時電力の供給がない場合に非作動状態となる複数の電磁作動器を備え、
それら複数の電磁作動器の各々が、
前記2つの相対動作体を前記設定された向きに設定量だけ相対変位させるように付勢する弾性体と、正常時電力の供給がある場合に前記弾性体の付勢力に逆らって前記2つの相対動作体を設定された向きと逆向きに設定量だけ相対変位させる電磁石とを含んで構成されるとともに、
作動状態において電磁石の磁力によって前記2つの相対動作体を設定された向きと逆向きに設定量相対変位させた状態を保ち、非作動状態において前記弾性体の付勢力によって前記2つの相対動作体を設定された向きに設定量相対変位させるように構成された請求項1に記載のステアリング装置。 The relative displacement device comprises:
Each includes a plurality of electromagnetic actuators corresponding to each of the plurality of driving power controllers, which are in an operating state when normal power is supplied and are inactive when normal power is not supplied. ,
Each of the plurality of electromagnetic actuators
An elastic body that urges the two relative motion bodies to be displaced relative to each other by a set amount in the set direction; and the two relative motions against the urging force of the elastic body when normal power is supplied. Including an electromagnet that relatively displaces the operating body by a set amount in a direction opposite to the set direction,
In the operating state, the two relative operating bodies are maintained in a state in which the two relative operating bodies are relatively displaced by a set amount in a direction opposite to the set direction by the magnetic force of the electromagnet, and in the non-operating state, the two relative operating bodies are The steering apparatus according to claim 1 , wherein the steering apparatus is configured to relatively displace a set amount in a set direction.
それぞれが駆動力源を有してその駆動力源の駆動力によって車輪を転舵する複数の転舵系統を含んで構成された転舵装置と、
操舵操作に対する反力である操舵反力を前記操作部材に付与する装置であって、前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが失陥した一部失陥時において、前記操作部材に付与する操舵反力を正常時よりも大きくする操舵反力付与装置と、
前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えたものが失陥した多数失陥時に、操作力によって車輪を転舵するために、前記操作部材に入力された操作力を転舵装置に伝達する伝達機構と
を備えたステアリング装置であって、
前記操舵反力付与装置が、多数失陥時において、前記操作部材に付与する操舵反力を一部失陥時よりも小さくするように構成されたステアリング装置。 An operating member for steering operation;
A steering device configured to include a plurality of steering systems each having a driving force source and steering a wheel by the driving force of the driving force source,
A device that applies a steering reaction force, which is a reaction force to a steering operation, to the operation member, and when a part of the plurality of steering systems that does not exceed a set number has failed A steering reaction force applying device that increases a steering reaction force applied to the operation member than normal.
In order to steer the wheels by operating force when a large number of the steering systems exceeding the set number have failed, the operating force input to the operating member is transmitted to the steering device. A steering device having a transmission mechanism
A steering apparatus configured such that the steering reaction force imparting device has a smaller steering reaction force applied to the operation member when a large number of failures occur than when the steering reaction force is partially lost.
それぞれが駆動力源を有してその駆動力源の駆動力によって車輪を転舵する複数の転舵系統を含んで構成された転舵装置と、
操舵操作に対する反力である操舵反力を前記操作部材に付与する装置であって、前記複数の転舵系統のうちの設定数を超えない一部のものが失陥した一部失陥時において、前記操作部材に付与する操舵反力を正常時よりも大きくする操舵反力付与装置と
を備えたステアリング装置であって、
前記操舵反力付与装置が、一部失陥時において、操舵操作の速さに基づいて操舵反力の増大量を変化させるように構成されたステアリング装置。 An operating member for steering operation;
A steering device configured to include a plurality of steering systems each having a driving force source and steering a wheel by the driving force of the driving force source,
A device that applies a steering reaction force, which is a reaction force to a steering operation, to the operation member, and when a part of the plurality of steering systems that does not exceed a set number has failed A steering apparatus including a steering reaction force applying device that increases a steering reaction force applied to the operation member more than normal.
A steering apparatus configured to change an increase amount of a steering reaction force based on a speed of a steering operation when the steering reaction force application apparatus partially fails.
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